刊登日期 : 2022-05-23
“极目一号”III型浮空艇是中国自主研发的繫留浮空器，搭载了多种科学观测仪器，主要用于观测地球科学中水汽、温室气体等变化特点。
2022年5月15日，“极目一号”III型浮空艇升空达到海拔9,032米，超过了世界上最高山峰——珠穆朗玛峰8,848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。究竟什么是浮空艇？浮空艇可以发挥哪些作用？又为什么要在珠峰“放飞”？
“巅峰使命”珠峰科考 “极目一号”创高空观测纪录
“极目一号”浮空艇首次升空是在2019年1月22日， 40多名科考队员组成的“藏东南水汽传输科考队”将“极目一号”升空2,819米，抵达海拔6,204米，这是世界上首次利用浮空艇在如此高的海拔来测量高空水汽。
第二次升空是在首次升空的4个月后，2019年5月23日，“极目一号”浮空艇在海拔4,730米的西藏纳木错湖畔，成功创造了升空到海拔7,003米高空科学观测的世界纪录。
及至2022年4月，“巅峰使命”珠峰科考全面启动，“极目一号”Ⅲ型浮空艇首次亮相，5月15日它在海拔4,270米的中科院珠峰站附近发放场地升空，升空高度达到4,762米，最终创造了海拔9,032米的大气科学观测世界纪录。
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“极目一号” 升空飞行如“放风筝”
“极目一号”是中国科学院空天信息研究院自主研发的繫留浮空器，也可通俗比喻为“飘浮在空气中的一艘大型‘舰艇’或一个大气球”，它全身雪白，由复合织物材料组成，能防晒、抗老化和抵御雨雪风沙侵袭。
“极目一号”III型浮空艇体积约为9,060立方米、长55米、高19米，总重量约2.625吨，如鲸鱼一样拥有流线型的身姿，利用仿生学设计理念，可以在高空中维持艇体的高稳定性。
浮空艇又是如何升空的？原来，浮空艇内充满了氦气等多种气体，依托浮升气体的浮力获得升空动力。地面的锚泊车重90吨，升空和驻空飞行时由一条黑色的牵引绳控制，就好像“放风筝”一样。
研制轻质高强度的复合繫留缆绳技术是难点。据浮空器中心高级工程师黄宛宁介绍，主繫缆是牵引浮空艇艇体运动的重要部件。如这次浮空艇升空到海拔9,000米的高度，那么主繫缆的长度要超过4,700多米，而其中每米繫缆的重量累加后将是一个庞大的数字，甚至会成为拖着浮空艇升空的“累赘”。既要保証抗拉强度，又必须留有足够的安全余量，“高度”和“重量”之间需要找到平衡。
“极目一号”在珠峰“放飞” 青藏高原气候变化受关注
据悉，浮空艇搭载了水汽稳定同位素分析仪、黑碳、甲烷、臭氧等多种分析仪器与设备，能获得珠峰地区大气水汽传输和温室气体垂直变化过程关键科学数据。
“极目一号”III型浮空艇升至9,032米高空，其技术难度、驻空高度、携带载荷种类在已知的高原型繫留浮空艇中前所未有。这也是世界上首次在珠峰地区并超越珠峰高度的试验，获得海拔9,000米高空的大气组分变化科学数据，可以研究、追踪区域水循环，对研究西风如何影响青藏高原环境变化有重要作用。
选择用浮空艇观测，是因为浮空艇对环境的破坏最小，不会改变周边的风场和环境参数。至于为什么要让浮空艇在珠峰“放飞”，这是因为青藏高原的气候环境变化影响世界其他地区，可谓“牵一发而动全身”。
黄宛宁指出，浮空艇升空后，可以去掉地表辐射的影响，展开原位测量，提供最真实的、准确的数据，这对解析温室气体来源、分析雾霾成因以及应急通信等科学问题有重大意义。
