科技日报记者 陆成宽
9月19日，形似“大白鲸”的“极目一号”浮空艇在西藏鲁朗地区成功开展大气观测试验。它搭载了3大类16型、总重约200公斤的科学载荷，在海拔5500米的高空，通过多载荷协同观测，实现从单点采样到立体监测的技术跨越。
作为第二次青藏科考的重要任务，“极目一号”自8月以来已累计开展30次高空试验，精准获取了大气成分、污染物分布等关键数据，为研究青藏高原气候演变与全球气候变化提供了重要数据支撑。
形成自主可控的技术体系
青藏高原被誉为“亚洲水塔”，是全球气候变化的敏感区。对这一地区的环境进行持续监测，对生态保护和可持续发展至关重要。浮空艇也称系留气球，是一种通过填充氦气等轻质气体产生浮力来实现升空的航空器，具有留空时间长、覆盖范围广、部署灵活等多重优势，是开展高原观测的利器。
早在2017年，中国科学院空天信息创新研究院（以下简称空天院）的浮空艇团队就挺进可可西里腹地，开启了青藏高原科学观测之旅。
当时，他们面临的是零下30℃的严寒、每秒25米的强风以及海拔4700米的低压环境。最初的浮空艇出现了充气慢、漏气多、设备不耐低温等问题。面对这些挑战，团队没有退缩，而是从实际需求出发，经过八年的高原试验，浮空艇在多个方面实现显著升级，最终形成了自主可控的技术体系。
“比如，浮空艇的外形不断优化，飞行更加平稳，多次成功应对高原恶劣天气；控制系统由单机模式升级为多备份模式，并增强了安全控制和保护功能，使浮空艇在低温、低压和复杂电磁环境下仍能稳定运行。在结构方面，高低压设备实行分舱隔离，电磁屏蔽能力也得到加强，显著提高了舱内设备的可靠性。”空天院正高级工程师张泰华举例道。此外，团队研发的新型氦气减压装置使充气速度比以前快两倍以上，极大缩短了高原环境中的操作时间。
近五年来，该团队已申请浮空艇相关专利60多项。“这些成果不仅推动了浮空艇在升空高度、载荷集成和数据精度等方面的持续突破，也为我国空天技术的创新发展奠定了坚实基础。”张泰华说。
从高原走向多域应用
浮空艇技术的持续升级，离不开国家科研项目的支持。
第二次青藏科考为浮空艇提供了宝贵的高原实战场景和持续试验机会。科研团队在海拔超过4000米的试验场，克服低气压和极大温差的困难，通过“试验—改进—再试验”的闭环模式，不断推动技术升级，每一轮优化都紧密围绕实际应用需求。
同时，在中国科学院战略性先导科技专项“鸿鹄专项”的长期支持下，浮空艇系统综合能力获得显著提升。该专项支持建设的高原气象综合预报系统，实现了对复杂天气的精准预测；专门研制的地面指控车，不仅为高原操作人员提供了可靠的工作环境，还实现了浮空艇数据和气象信息的融合显示与综合研判，极大提高了飞行控制的安全性和决策效率。
如今，浮空艇技术已广泛应用于多个民生领域。在呼伦贝尔草原，它化身为“生态之眼”，通过高分辨率光谱和AI识别技术实现草场精准监测，帮助牧民科学放牧；在山东长岛，它作为“应急基站”，在电力通信中断演练中保障应急指挥畅通；在远海海域，它担当“中继通信平台”，极大扩展海上通信覆盖范围；在森林防火中，它更是成为“火情预警尖兵”，可识别仅2.3平方厘米的火源。
“从青藏高原的科学观测到远海的通信保障，从草原生态的精细监测到森林火灾的应急防控，浮空器技术正以‘多面手’姿态融入国计民生关键场景。”空天院正高级工程师何泽青说，随着西藏鲁朗试验的新突破，这一自主创新技术将持续向更稳架构、更高性能、更广应用迈进，为我国科技创新与经济社会高质量发展注入强劲动能。
（空天院供图）
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