我国创造浮空艇大气科学观测9032米世界纪录

光山新闻网 采集侠 2022-05-23 09:32:07
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原标题:我国创造浮空艇大气科学观测9032米世界纪录

  这是最令人屏息的时刻。 

  5月15日1时26分,我国自主研发的极目一号III型浮空艇第三次升空。在中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站(以下简称珠峰站)附近河滩上的监控方舱里,科考队员们紧盯着屏幕前的数字,高度值、风速值不断上升。

  此时距上一次创下浮空艇升空科学观测高度海拔7003米的世界纪录,已经过去整整3年。这一次,浮空艇科考分队将目标定为“超越珠峰”。4时26分,对讲机里传来颤抖的声音,“海拔9000米!”万籁俱寂的冰川河谷,一时间爆发出热烈的欢呼声。

  4时40分,达到9032米!极目一号又一次创造了浮空艇大气科学观测海拔高度世界纪录。

  “这是世界上首次超越珠峰高度的试验,是高新技术与前沿技术的融合。”第二次青藏科考队队长、中科院院士姚檀栋说,从此科学观测上进入了一个超前的模式,可以在9000米以上高空,来观测地球科学中水汽、温室气体等最关键参数的变化特点,“这些成果一定能为人类社会发展和气候变化全球应对作出贡献。”

  “飞”在珠峰

  北冥有鱼,其名为鲲。

  珠穆朗玛峰之巅,地属高寒。极目一号III型浮空艇就像“飞”在珠峰上方的一头“大白鲸”。担任浮空艇科考分队执行队长的中科院空天信息创新研究院(以下简称空天院)浮空器中心高级工程师何泽青是一名80后,他的工作,就是让这头“鲸”能够扶摇而上九万里,绝云气、负青天。

  驯“鲸”谈何容易。在珠峰的高空之中,风速高、风向多变,低温、低气压,在浮空艇升空的过程中,一旦过了海拔7000米的高度,未知的电磁环境和风场,对浮空艇的稳定性和艇上设备的运转将带来难以预测的挑战。

  “实际试验时遇到问题往往是孤点,极易影响系统成败。”浮空器中心二部主任张泰华说,从设计到试验阶段,预案预测工作变得极为重要。

  浮空器中心高级工程师黄宛宁打了一个比方,像普通人放风筝一样,在浮空艇系统中,主系缆是牵引浮空艇艇体运动的重要部件。假设浮空艇“飞”到了海拔9000米的高度,那么主系缆的长度超过4700多米,而其中每米系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”。

  “航空界有句名言,为减轻每一克而奋斗。” 黄宛宁解释,在保证抗拉强度上必须留有足够的安全余量,“高度”和“重量”之间难以平衡。轻质高强度的复合系留缆绳技术的研制,是突破的难点。

  不仅如此,这头“大白鲸”的身形、样貌、肤色背后还大有科学奥秘。

  浮空艇全身雪白,最外的白色层可以反射太阳光,避免浮空艇内部气体温度剧烈变化,身体由复合织物材料组成,可以防晒、抗老化,抵御雨雪风沙的侵袭;它的体积约为9060立方米、长度约55米,像鲸鱼一样有流线型的身姿,利用仿生学设计理念,可以在高空中维持艇体的高稳定性。

  要让浮空艇“御风而行”,它的“身体”里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,地面操作人员利用锚泊设备连接的系缆,进行浮空艇升空和驻空飞行任务。

  在博士杜晓伟的印象里,2019年5月某次浮空艇试验中,充气作业遇到了暴风雪,而充气流程一旦启动便不能中断,为了保证元器件接口的精准,浮空艇科考分队队员们在逼近零摄氏度的环境中一边给手哈气、一边作业。那一次的充气时间长达12个小时,回到方舱时,大伙儿的手指已经伸展不开。

  有人问,为何一定要让浮空艇在珠峰“放飞”?