“旅行者”3號被成功回收，生保艙內(nèi)的烏龜生命體征正常
10月25日，一只名為“小云云”的黃頭側(cè)頸龜，坐著“氣球”在兩萬米高空欣賞了一圈美景后，平安歸來。
羨慕不?嫉妒不？恨不？要知道，用浮空器搭載活體動物暢游臨近空間，這還是全球首例。而將“小云云”帶上天的“氣球”，就是深圳光啟集團自主研發(fā)的臨近空間飛行器——“旅行者”3號(?？谔?。
“旅行者”3號是啥？為什么要帶只小烏龜上天？這個實驗有啥意義？近日，該項目總指揮、光啟臨近空間創(chuàng)新總監(jiān)周飛為我們進行了解讀。
“旅行者”3號進行囊體充氣作業(yè)
南瓜狀“氣球”并不簡單
“旅行者”3號這個名字聽上去雖然科技感爆棚，外觀卻非常簡單，遠看就像一個南瓜狀氣球。
“這個‘氣球’其實一點也不簡單?！敝茱w介紹，“旅行者”3號主要由三部分組成。上方是一個運用超壓PE（聚乙烯）材料，結(jié)合加強筋的方式制作而成的半透明囊體，為飛行器提供主要動力?！俺渖虾夂?，囊體會形成一個最大直徑18.8米，體積達2150立方米的巨型氣球?！?/p>
別看長的像氣球，“旅行者”3號的囊體可是充滿了技術(shù)含量。這個由光啟自行研制的超壓囊體，具備強度高、耐低溫、防腐蝕、防輻射、耐低壓、防紫外線和抗拉伸等功能，可以在臨近空間抵抗氣壓、氣候、紫外線、輻射等環(huán)境的變化。
在囊體下方，用吊繩連接的就是飛行器吊艙。這個吊艙既是“旅行者”3號的客艙，也是整個飛行器的“大腦”?！靶≡圃啤本褪窃谶@里，進行了4個多小時的臨近空間之旅。
周飛介紹，吊艙中裝有的綜合航電、載荷、能源、生保等設(shè)備，能協(xié)助實現(xiàn)對飛行器的遠程控制和自主控制。而吊艙內(nèi)外設(shè)置的3路通信系統(tǒng)，則可將飛行器采集的環(huán)境參數(shù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和視頻、圖像數(shù)據(jù)實時下傳至地面。
據(jù)了解，這次試驗中，“旅行者”3號按照要求完成了纜繩切割、囊體與生保艙分離、降落傘打開、平穩(wěn)著陸等系列動作，并成功降落在新疆托克遜縣預(yù)定區(qū)域。生保艙內(nèi)烏龜?shù)纳w征也非常正常。
周飛表示，四個多小時的飛行時間里，“旅行者”3號完成了環(huán)控生保、天地通信、空間環(huán)境數(shù)據(jù)采集3項實驗任務(wù)，驗證了囊體設(shè)計加工技術(shù)、充氣放飛技術(shù)、環(huán)控生保技術(shù)、天地通信技術(shù)、自主控制技術(shù)、軌跡預(yù)測技術(shù)、著陸回收技術(shù)7項關(guān)鍵技術(shù)，“為后續(xù)研制長航時飛行平臺及載人系列飛行平臺提供了關(guān)鍵參數(shù)和技術(shù)驗證?！?
吊艙里的設(shè)備之一——飛控計算機
放飛浮空器 “天時”很關(guān)鍵
臨近空間，又稱為近太空，一般指海拔20公里~100公里的空間區(qū)域，是航天空間（100公里以上）和航空空間（20公里以下）之間的過渡區(qū)域。
“除了火箭偶爾穿越以外，那里是人類尚未開發(fā)的一片空白空間。”周飛表示，臨近空間氣象與氣候非常穩(wěn)定，太陽能充足，是一個可提供全天候高速率無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、高分辨率地理測繪、對地高精度監(jiān)控、對天高清晰成像等科學(xué)研究和新型空間服務(wù)的理想?yún)^(qū)域。近年來，不少國家開始加大對臨近空間的探索。
目前在研發(fā)的臨近空間飛行器中，由于浮空器具有無需發(fā)射工具、可回收維修、費用低、駐留時間長、視距遠、能耗小等諸多優(yōu)點，成為備受青睞的一個研究方向。
“但浮空器放飛條件極其嚴苛?！敝茱w說，浮空器沒有自主動力，只憑借輕質(zhì)氣體提供的凈浮力飛行。放飛窗口的“天時”，不僅要求地面風(fēng)速不超過3米每秒，還得保證臨近空間的風(fēng)速及風(fēng)向，可使飛行器按預(yù)想軌跡飛行。
此次“旅行者”3號放飛前幾個月，光啟科研團隊就開始收集地面到臨近空間的氣象數(shù)據(jù)，并不間斷地對放飛現(xiàn)場天氣狀況進行監(jiān)測分析。
“我們的氣象數(shù)據(jù)必須精確到分鐘級?！敝茱w表示，相比于臨近空間較為穩(wěn)定的天氣情況，地面的天氣更加變化莫測，“因此浮空器在地面充氣和放飛階段的風(fēng)險是最大的?！?/p>
除了“天氣關(guān)”，如何在臨近空間低溫、低壓、高紫外輻射、高臭氧濃度等極端環(huán)境下，保障生命安全，也是此次“旅行者”3號需要重點驗證的技術(shù)難題。
據(jù)介紹，“旅行者”3號攜帶的生保艙，可以保證通風(fēng)和溫度的均勻性，并將艙內(nèi)溫度控制在舒適的18℃~22℃。生命保障系統(tǒng)則具備密封保壓能力、溫度精準控制能力和氧氣補給能力，可以在臨近空間極端環(huán)境下保證生物存活。
“‘小云云’是全球首個在臨近空間長時間‘旅行’的動物。”周飛說，這次試飛成功，驗證了載人近太空旅行多項關(guān)鍵技術(shù)的有效性，也為后繼的試驗提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗?！斑@標(biāo)志著我國臨近空間飛行技術(shù)達到了一個新的技術(shù)高度?！?/p>
“旅行者”3號升空后，光啟團隊通過地面控制平臺監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)
兩萬高空看日出不是夢
帶上女朋友，假期坐氣球飛到2萬米高空，看日出，玩自拍、發(fā)朋友圈……如此拉風(fēng)的生活是不是想想都爽？這一幕或許在不久的將來，真能變?yōu)楝F(xiàn)實。
“乘坐商用臨近空間飛行器，可以實現(xiàn)普通人的近太空旅行夢想?！弊猿闪⒅跗?，光啟集團就定下了一個把普通人帶進近太空的目標(biāo)。
“現(xiàn)有載人航空航天平臺，無法滿足普通人太空旅行的需求?！敝茱w表示，商業(yè)飛機飛行高度有限，而載人飛船、空間站則對財力、身體素質(zhì)的要求非常高，普通人又很難承受。
2015年2月，光啟正式啟動臨近空間載人項目。同年6月，該公司便成功試飛了中國首個臨近空間商用平臺——“旅行者”1號。而此次“小云云”實現(xiàn)動物在臨近空間的全球首飛，則進一步拉近了普通人與“近太空”的距離。
“除了載人，‘旅行者’號還可搭載通信、光學(xué)遙感、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，為智慧城市、遙感通訊、宇宙物理學(xué)等領(lǐng)域提供科學(xué)探索平臺?！敝茱w說，未來的載人系列“旅行者”號主艙，可以容納6名旅客。普通旅客可安全舒適地體驗到超乎尋常的臨近空間美景，在兩萬米以上的高空看日出，欣賞地球的完美弧線。
因為無需火箭發(fā)射，搭乘“旅行者”號進行近太空旅行，相比太空旅行，價格也會更加親民，預(yù)計飛行一次的費用在十萬美元左右。
周飛表示，旅行者號的飛行過程，就像乘坐電梯或纜車一樣平穩(wěn)舒緩。旅客既不用身著宇航服，也無需承受失重、離心力等艱苦考驗?！盁o論經(jīng)濟條件，還是旅客的身體素質(zhì)門檻，都降到了最低。”
不過，目前“小云云”的上天，距離光啟“把普通人送到近太空”這一終極目標(biāo)，顯然還有很長的一段距離。
“要想載人旅行，我們還有很多技術(shù)難關(guān)需要一一攻克?！?周飛認為，“旅行者”3號的成功，只是臨近太空科學(xué)中的一小步。它更重要的意義，是為該領(lǐng)域的科研工作者們證明了載人的可行性?！跋嘈旁谂R近太空發(fā)微博的日子，終究有一天能實現(xiàn)。"（人民日報中央廚房·南方南工作室 王星 項陳洪）
