科研气球:翱翔在飞机之上、卫星之下

2018-01-11 09:31:04 来源: 科技日报 作者: 房琳琳

科研气球:翱翔在飞机之上、卫星之下

商业供应商介入推动NASA下一代亚轨道研究蓬勃发展

本报记者 房琳琳

几十年来,包括美国国家航空航天局(NASA)已经将气球携带的实验室,放飞到高于飞机之上、卫星之下的高度。

美国西南研究所的行星科学家、世界观公司的联合创始人艾伦·斯特恩说:“商业气球飞行具有新的能力,开辟了新的科学类型,例如对自然灾害的低成本监测,或如何通过研究地球地质来探索金星等。”

世界观公司正在为科学气球充气。来源:《自然》杂志官网

卫星可以覆盖全球,但提供的图像分辨率较低。相比之下,气球到达的位置优势显著,可以非常仔细地考察小面积土地。约翰霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家卡尔·希比特茨认为,我们需要气球的观测,它们实在太强大了。

上述观点呈现在近期于美国科罗拉多州举办的下一代亚轨道研究人员会议上。然而,真正让业界感到惊讶的是,像美国亚利桑那州“世界观公司”这样的私人企业,也已经能将有效载荷迅速而便宜地送到16-30公里以上的平流层。

私人企业入场让科研成本速降

世界观公司真正进入气球观测科学界的“法眼”,是在2017年。通过开发标准化的Stratollite平台,引起了轰动。平台悬挂在气球下方,可以进行一个或多个实验。

斯特恩说,如果一个有效载荷挂搭载在NASA的气球上,花费可能超过100万美元,如果与其他实验共享一个Stratollite平台,则只需几万美元就能“搞定”。

世界观公司首席执行官简·波特表示,2018年,其目标是每月飞行4次。每个气球都会将一个Stratollite平台送上平流层。迄今为止,最长的航班持续了5天,但未来不久将能够进行为期数周的科研飞行。

西南研究所行星科学家罗伯特·格林在去年10月开展了实验,已测试其设计可否执行金星探测任务。地球表面太热,设备不能长时间工作,但金星大气层条件温和得多,用气球测试更合适。

它“乘坐”世界观公司提供的气球,从爱达荷州起飞,飙升了500公里后,在蒙大拿州下降。像飞行的金属探测器那样,气球上搭载的设备,在飞掠下方花岗岩丰富的山脉时,测量了设备电气性能变化。如果在进行上采集这种数据,可以搞清楚进行地表或地下的地址情况。他们希望今年5月,继续进行实验。

此外,世界观公司还找到了一种方法,让气球稳定在特定高度。自去年9月发生毁灭性的玛利亚飓风后,该公司一直在测试气球在各地提供互联网连接的能力。

NASA正努力研发长期研究平台

NASA科学副部长托马斯·泽尔布陈说,对许多实验来说,世界观公司提供的平台确实很有帮助。但NASA科学家也在开发更先进的下一代气球技术,包括可以飞行100天的超级压力气球。这种气球适合长期进行天文观测等研究,当然,这类项目一直面临成本高昂和技术上的挑战。

中佛罗里达大学行星学家爱得瑞妮·德芙说,平流层气球为探测航天研究背后的物理学提供了新机会。她研究在低重力条件下,尘埃如何聚集在一起——这对于月球和行星探测非常重要。“我的兴趣是开发气球的微重力环境下进行相关研究的能力,但目前还没实现”。

对未来充满期待的还有加州帕萨迪纳喷气推进实验室的航天工程师们。他们希望利用平流层气球,听取来自地震的低频次生信号,以此来测试今后可能在金星探测地震活动的任务。

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责任编辑:左瑾