臨近空間飛行器攜“太空龜”起飛 半途而返

2016-11-10 10:37:02 來源:中工網 作者:佚名 責任編輯:高靜 字號:T|T
摘要】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。

  升空“秘笈”

  囊體:抗雷擊抗腐蝕耐壓耐低溫

  囊體強度和密封性是“旅行者2號”升空的重要保障,而影響囊體強度的因素主要包括蒙皮材料強度、焊接強度及局部受力狀態等,此次放飛的“旅行者”2號驗證版的囊體均為光啟自主研發。

  據周飛介紹,“旅行者2號”以及“旅行者2號”驗證版的囊皮材料是多層的,每一層的功能都不一樣,有耐低溫層、防紫外線層、耐壓層、抗腐蝕層等,經過精密的工藝,把這些材料加工成囊皮材料,令其在擁有多種功能的同時,依然材質輕、強度高。

  值得一提的是,囊體和主艙之間的連接載體為旋轉分離器,可保證當艙體受側向風力作用需要轉動時,旋轉分離器可使囊體與主艙圓周相對運動剝離,確保囊頂到主艙內線纜不被纏繞。

  主艙:實現對飛行器的遠端控制和自主控制

  據介紹,所有設備和構件均針對臨近空間低溫、低壓、高臭氧濃度、高紫外輻射強度的環境條件進行專業設計和特殊處理,並經過了長時間的模擬環境試驗。主艙內安裝了各種航電、飛控、通信、能源和載荷設備,可實現對飛行器的遠端控制和自主控制,採集大量視頻、圖像、數據資訊,並向地面控制中心進行實時傳輸。

  這意味著,“旅行者2號”在整個飛行過程中,可實現對空對地的高清拍照,拍攝彌足珍貴的臨近空間的照片,記錄一路美麗的近太空景色。

  載人設想

  載人版可乘坐六人平穩升空

  周飛表示,“旅行者2號”分為機械結構和囊體結構兩個部分。囊體結構指的是連接艙體的拉網、球囊及附件。機械結構是指包括艙體骨架、艙體、連接件及相關設備安裝座等在內的搭載平臺。

  作為中國首個臨近空間旅遊服務項目,光啟的“旅行者2號”具有超高安全性和舒適性,可乘坐6人,飛行高度可達20~24公里。它可以讓人像乘坐電梯或纜車一樣,平穩升到臨近空間,再平穩地返回地面,升空成本也將大幅降低。

  專訪

  記者對話光啟集團總裁劉若鵬和“旅行者2號”項目總負責人周飛

  搭建太空電梯 實現“人上人下”

  廣州日報記者(以下簡稱記者):為何選擇博斯騰湖鄉放飛?前幾次的放飛為何沒有順利進行?

  劉若鵬:考慮到地貌特點,這裡地緣遼闊,經過管理部門批准,我們把臨近空間的基地落在了博斯騰湖鄉。

  在這個項目過程中,我們跟當地氣象局一起進行氣象的測算、雲圖的測算和前期所有技術方面的準備,提前測算好了風場,提前做好了天氣預報和數據記錄,非常準確地找到了放飛的時間窗。

  但在正式準備放飛的前一天,趕上了一場十年不遇的大雪,也是非常特殊的一個天氣情況。實際上我們在這邊做的試驗越多,我們會針對這個地方的風貌、風場、氣象、氣候和各單位進一步配合、保障,這樣能在同一個地方做相關的試驗還是有好處的。

  記者:為何之前多次選擇在晚上進行放飛?

  劉若鵬:首先在科學上,晚上是空域最好的時候,這個是有數據統計的。另外,實際上還有一些審批因素,更多的空域開放是在晚上,畢竟能跟民航錯開比較好。同時,我們上一次也是在晚上進行放飛的。所以,綜合來考慮,我們還是延續了旅行者一號在選取放飛時間窗上的一些經驗。

  輕薄囊體浮力驚人

  記者:囊體在地面充氮氣後為何“瘦而癟”,為何不將囊體充滿?

  劉若鵬:比較瘦的原因是囊體到了天上以後,空氣越來越稀薄。給它充一點氣體,充的這個體積到了天上後,會不斷膨脹變大。

  高空空氣變稀薄,相當於水的密度越小,浮力會變小,我們臨近空間技術還有這個項目,就是在幾乎沒有浮力的地方還要讓它浮起來,這是我們這個技術真正強調的。

  風吹的時候,你可以感受到我們的囊體材料多麼的輕,實際上它的浮力非常大。那麼大一個尺寸,已經超出閾值兩倍的風速了,吹上去以後這是個非常大的力,在地面是可以把卡車直接卷走的。

  儘管材料看起來很薄、弱不禁風,實際上它承受了極其強大的一個力學上的重量,包括把我們下面的主艙帶到天上去。

  我們跟普通的衛星不一樣,衛星是在軌道之後,它的重力提供了自轉的能力,所以它就一直在那待著。但是像臨近空間這個項目,我們進入軌道並不是靠自轉,而是靠浮力讓它到達這麼高的一個地方。

  這個時候,囊體吊著主艙的重量,都是通過一些繩索和拉絆拉到表面差不多一百多微米的囊體上,像小手一樣抓著、扯著。所以,這是對材料的一個挑戰。

  記者:囊體材料在空中出現意外了怎麼辦?

  周飛:這種材料我們在地面上會做充分的測試,質輕、高強、低透氦率和耐腐性,大概有這麼幾個關鍵字可以總結材料特性,理論上講應該不存在在空中破裂的情況。

  但是,我們也有應急手段。首先,它是一個球體,即使氣體發生了泄漏,掉下來的速度也不是一個自由落體,是有一點緩衝的。假設氦氣都沒了,只有一個囊體,它的下降速度也不是特別快,這是一方面。另一方面,我們有降落傘,到達一定的高度時,可以把囊體分離掉,這個巨型降落傘張開的時候尺寸有五六十米。

  探索商用“太空電梯”

  記者:除了技術上的問題之外,臨近空間技術的開發和運用,是否存在一些政策上的瓶頸,或者有哪些政策上的激勵措施?

  劉若鵬:國家的政策是在激勵。在這個領域裏面,瓶頸是技術而不是政策。

  記者:為何要探索和開發商業性的臨近空間領域項目?

  劉若鵬:因為這個領域是陌生的、還沒有開發的新領域,跟用火箭和用浮空器升空是不同的過程和事情。探索臨近空間的成本是更低的,只要在材料上能突破,它的載重可以非常的大。

  比如説我們真正載人可以達到2.33噸,只要這個技術不斷成熟,你可以想像它就是一個太空的電梯,“人上人下”這樣的一個過程,跟航太員升空的過程相比,感官、感受就能好很多。我們的目標是每個人都能夠有這樣的一個機會拓展到新的空間,無論是在經濟上還是在個人的身體素質的承受力上面。

  如果非要給一個成本的話,我們不希望超過十萬美元,當然這個目標也在變,我認為這個數字本身並不是重要的。

 

 

 

 

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