私营企业希望在2018年搭乘高空气球进行科学实验。
几十年来,包括美国国家航空航天局(NASA)和法国国家空间研究中心(National Centre For Space Studies)在内的机构一直在将气球载着的实验飞行到飞机无法到达但低于卫星轨道的高度。现在,像亚利桑那州图森市的World View这样的公司,正在迅速廉价地将有效载荷送入16至30公里高空的平流层。商业气球飞行的新功能,打开新的类型的科学,如低成本监测自然灾害,或测试如何探索金星通过研究地球的地质、艾伦·斯特恩说,美国西南研究院的行星科学家博尔德科罗拉多州和世界观的创始人之一。
斯特恩说:“我们正在把这种罕见的科学气球现象变成一种常态。”
气球在飞机和卫星之间占据了一个最佳位置,前者可以非常详细地测量陆地上的小区域,后者则覆盖全球,但提供的图像分辨率要低得多。“我们需要气球的观测,因为它们太强大了,”马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家卡尔希比特(Karl Hibbitts)说。12月18日至20日,他在科罗拉多州布鲁姆菲尔德举行的下一代亚轨道研究人员会议上发表了讲话。
接受科学有效载荷的热气球公司包括南达科他州苏福尔斯的瑞文航空之星,以及俄勒冈州蒂拉穆克附近的太空公司。去年,World View开发了一个悬挂在气球下的标准“Stratollite”平台,引起了轰动。斯特恩说,一个可能花费超过100万美元的有效载荷乘坐美国国家航空航天局(NASA)的气球飞行,如果它与其他实验共用一种Stratollite的话,在世界视野上的飞行成本可能会低至数万美元。
飞的高
该公司首席执行官简•波因特(Jane Poynter)表示,到2018年,“世界观”的目标是每月飞行4次。每个气球将把一个携带一个或多个实验的层状云团送入平流层。到目前为止最长的飞行持续了5天多一点,但是Poynter说公司希望在不久的将来能进行长达数周的飞行。
美国西南研究院(Southwest Research Institute)的行星科学家罗伯特?金星的表面太热,设备无法长时间工作,但金星大气层的高温度要温和得多——这意味着科学家可以用气球来研究这颗行星几个月,而不是几分钟或几小时
气球从爱达荷州起飞,飞行了500公里,最后在蒙大拿州着陆。就像高空金属探测器一样,格林的机载设备测量了下方花岗岩丰富的山脉内的电性能变化。格林说,在金星上空收集这样的测量数据可以阐明金星表面或地表以下的地质情况。他希望在5月份进行进一步的飞行实验。
“世界观”还开发了一些方法,可以让气球在感兴趣的地方几乎静止不动。该公司指挥气球上下飞行以捕捉风,并保持飞行器在大致相同的位置。Alphabet的Project Loon气球项目由乌鸦航空之星公司(Raven Aerostar)建造,该项目采用了类似的方法来固定在一个地方。该公司一直在测试气球在波多黎各等地提供互联网连接的能力。
长远
美国国家航空航天局正在为科学家开发先进的气球技术,包括可以飞行100天的“超压”气球,这段时间适合长期研究,比如某些天文观测。但这项工作成本高昂,而且在技术上具有挑战性。在许多实验中,“世界视野的飞行实际上是存在的”,美国国家航空航天局负责华盛顿特区科学事务的副局长Thomas Zurbuchen说。“我们对在这些新平台上做一些科学研究非常感兴趣。(该机构资助了格林的世界观飞行。)
对奥兰多中佛罗里达大学的行星科学家Adrienne Dove来说,平流层气球为探索太空飞行背后的物理学提供了一个新的机会。她研究了尘埃如何在低重力条件下聚集在一起——这对月球和行星的探索很重要——她还研究了探空火箭和“呕吐彗星”(呕吐彗星)飞机,它们在抛物飞行过程中会在短时间内产生低重力。她说:“我的兴趣是在气球上发展微重力能力,而目前这种能力还不存在。”
加州帕萨迪纳喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的航天工程师席特哈尔特·克里希那莫尔西(Siddharth Krishnamoorthy)对未来的展望更为长远。他的团队想用平流层气球来监听来自地震的低频次声信号,作为未来探测金星地震活动的可能任务的测试。
这将意味着漂浮在地震多发地区(如俄克拉荷马州或加利福尼亚州)的平流层中,监听次声信号,并假装它们在金星上。Krishnamoorthy说:“是的,
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