乘坐“旅行者2號”的豬鼻龜。
“深圳造”臨近空間飛行器昨晚攜帶“太空龜”起飛 升到萬米高空後緊急迫降
一隻豬鼻龜擁有了距離太空最近的一次非凡旅行。11月9日晚10點44分,一隻成年人巴掌大的“太空龜”在新疆博湖縣博斯騰湖鄉搭乘光啟“旅行者2號”驗證版,可惜由於系統故障等不利因素影響,飛行器放飛半小時升到11000米高空後緊急降落。
記者從放飛現場獲悉,由於計劃在明年進行臨近空間飛行器“旅行者”2號的載人版試飛,因此在新疆進行試飛的是“旅行者2號”驗證版,也就是為驗證臨近空間載人旅遊各項關鍵技術而專門研製的臨近空間飛行器。業內人士表示,該試飛將再次提升我國在臨近空間開發上的地位。
文、圖/廣州日報記者阮元元
放飛之路
2015年2月,光啟臨近空間載人項目正式啟動。
2015年6月,光啟在紐西蘭成功放飛了中國首個臨近空間商用平臺“旅行者”號。
2016年11月9日晚,光啟在新疆博湖縣博斯騰湖鄉放飛“旅行者2號”驗證版。
保障“太空龜”存活 主艙系統抗擊極端環境
11月8日淩晨3時多,當時正在準備“升天”的豬鼻龜被放入密封並裝滿水的玻璃容器中,並由工作人員放入了載人環境模擬艙體,記者看到它的最後一眼,它仍伸著脖子在瓶子裏“淡定”地划動四肢游泳。
超乎常人的“鎮定氣質”讓烏龜戰勝了其他生物對手,完成了這次生物荷載測試。旅行者號項目總負責人周飛博士對本報記者表示,烏龜的生命體徵比較穩定,也是幸運的象徵,以後會逐步再做其他的搭載生物試驗。
不過,雖然搭載的是“好養活”的烏龜,但“旅行者2號”驗證版主艙的載人環境依舊不敢馬虎。旅行者2號項目總負責人周飛博士介紹,主艙的生命保障系統具備密封保壓能力、溫度精準控制能力和氧氣補給能力,可在臨近空間極端環境下保證生物存活。
艙內的溫度控制系統採用最外部噴塗熱控涂層、中間層設計高效隔熱層、內層設備熱源優化佈置的方式,並結合可控主動加熱手段,在最小能源消耗量下為艙內設備及生物提供合適的溫度環境。
周飛介紹,整個主艙的環控生保分系統在放飛前已經經過多次臨近空間模擬試驗,溫度控制能力和生命保障能力得到了充分驗證,人在主艙內的體驗與在飛機艙裏的體驗是一樣的。
放飛過程“曲折凍人” 下雪風速都是阻礙
記者此次跟隨放飛測試採訪,見證了這只豬鼻龜搭乘臨近空間飛行器成功“升天”幕後的重重曲折。
此次升入臨近空間的“旅行者2號”驗證版主艙,是一個直徑2.5米、高3.5米、重量超過1噸的艙體,根據“旅行者2號”的0.6倍縮比設計製作。放飛時,主艙由一個直徑近40米的超大囊體,攜帶到達20公里以上的臨近空間。同時,艙內還會搭載一個小型生命保障系統,攜帶“太空龜”進入臨近空間並返回地面,這將是“旅行者2號”載人試驗的重要一步。
此時,位於新疆博湖縣的放飛地點正值初冬,天氣充滿了不確定性,天空視野是否利於觀測、風力風向和風速是否適合囊體升空等因素,直接影響放飛能否順利進行。因此,整個放飛過程可謂“充滿挑戰”、“一波三折”。放飛計劃原定於6日進行,不料11月5日夜裏,放飛現場博湖縣博斯騰湖鄉飄起了鵝毛大雪,溫差形成的強烈氣流給6日的放飛帶來了極大挑戰。出於安全考慮,放飛團隊決定延遲到11月7日再放飛。
11月6日下午冰雪初融,放飛在11月7日淩晨繼續。11月7日淩晨1時許,通過現場測風速、風向、結合氣象數據,放飛團隊判定環境適合放飛,隨即開始進行囊體充氣。但進行至淩晨3時許,“太空龜”已成功入艙並封閉主艙封後,原本風力微弱的現場,又突然颳起了凜冽刺骨的強烈北風,風速突變至放飛閾值的兩倍多。
記者在現場看到,正在充氮氣和進行升空準備的輕盈銀色囊體,也在風中仿佛“醉酒”般亂擺變形,時而乾癟“躺倒”時而膨脹欲飛,現場至少30多位工程師合力拉住牽引繩,才能牽絆住囊體不被風吹跑。
當晚,光啟集團聯合創始人、光啟科學聯繫行蹤總裁欒琳對記者解釋,放飛的最佳風速需不高於3米/秒,閾值為5米/秒。她對本報記者説:“天氣預報顯示 ,當晚風速平均為2米/秒,最高不超過3米/秒,但風速突變,現場實測風速已高於7米/秒,因此不得不推遲放飛。”
“由於5日局部降雪,6日下午化雪,造成了放飛場地與周邊地區的溫度差,産生了氣壓差,帶來了突如其來的大風。” 周飛這樣給記者解釋。
此時,放飛團隊的工作人員已經在寒冷大風中連續工作33個小時,囊體結構也需要再做檢測。為保障現場人員安全和放飛的順利進行,放飛團隊當即決定暫停放飛計劃,並對天氣狀況進行實時監測,隨時等待最佳放飛時間窗。
11月8日淩晨,團隊再次進行放飛嘗試,不過截至淩晨4時,局部天氣狀況仍未好轉。記者在現場只覺得刺骨冷風撲面,工作人員告訴記者,放飛場地風速保持在9米/秒左右,同時天氣情況也並無好轉跡象,因此放飛試驗不得不再次延遲。
豬鼻龜開啟太空之旅 可惜首飛未能成功
儘管一波三折,但放飛團隊並未放棄。經過觀察、分析並與相關部門緊急協調,“旅行者2號”驗證版放飛試驗在11月9日晚順利進行。
晚10點44分,旅行者2號驗證版成功放飛。近40米直徑的超大囊體,充入經過精密計算的氦氣後,攜帶總重量超過1噸的主艙緩慢上升。按計劃,經過約一個半小時的飛行後,飛行器達到設定高度,即海拔20公里以上的臨近空間。
不過天公不作美,由於系統故障等不利因素影響,放飛半小時後,旅行者2號驗證版升至11000米高空,系統卻出現故障,團隊進行緊急商討後,決定向旅行者2號發出應急降落指令,隨後主艙返回地面,放飛團隊也趕往降落地點進行回收檢測。 飛行過程
臨近空間:環境溫度低達-55℃以下,大氣壓力小于5000Pa(不足地面大氣壓力的1/20),紫外輻射強度和臭氧濃度也大大高於地面。常規電子設備在這種低溫、低壓、高輻射、高臭氧濃度環境中無法正常工作,生物更不可能在這樣的極端條件下存活。
1.根據放飛需求,充入經過精密計算的氦氣量,垂直起飛
2.飛行高度增加,空氣越來越稀薄
3.氣壓降低,囊體內外壓差越大,囊體鼓得越大
4.20km-高於商業民航客機,上升到20km以上需1~1.5個小時
5.21km-于臨近空間漂浮約2小時
6.可通過控制螺旋槳的轉動,調整觀看臨近空間的角度
7.減少氦氣開始下降
8.囊體發揮降落傘作用滑翔至降落點
9.安全著陸