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光啟成功研制全球首例搭載活體動(dòng)物翱翔臨近空間

2017-10-28
關(guān)鍵詞: 光啟 搭載活體

  中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào),、中國(guó)發(fā)展網(wǎng)(陳國(guó)泰 毛志亮) 10月25日凌晨3時(shí)57分,,光啟集團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱“光啟”)經(jīng)過(guò)一年的技術(shù)積累,臨近空間載人項(xiàng)目有了全新的進(jìn)展,。光啟自主研制的臨近空間飛行器“旅行者”3號(hào)(??谔?hào)),,在新疆?dāng)y帶一只活體烏龜成功進(jìn)入海拔21公里的臨近空間,,開(kāi)展實(shí)驗(yàn)任務(wù)和進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證,并于10月25日8點(diǎn)28分降落在預(yù)定區(qū)域,,被成功回收,。目前,烏龜生命體征正常,,并已隨放飛團(tuán)隊(duì)回到光啟總部,,試飛獲得圓滿成功。

  “旅行者”3號(hào)(??谔?hào))的此次試飛成功,,是全球首次浮空器成功攜帶活體動(dòng)物進(jìn)入臨近空間停留,進(jìn)行生保測(cè)試,,從而驗(yàn)證了載人近太空旅行多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的有效性,,標(biāo)志著我國(guó)臨近空間飛行技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的技術(shù)高度。

  1.“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))進(jìn)行囊體充氣作業(yè)

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  2.“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))充氣完畢后準(zhǔn)備升空

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  3.光啟團(tuán)隊(duì)通過(guò)地面控制平臺(tái)監(jiān)測(cè)“旅行者”3號(hào)(海口號(hào))升空后相關(guān)數(shù)據(jù)

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   4.“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))降落時(shí)球艙分離瞬間

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  5.光啟科研團(tuán)隊(duì)在新疆托克遜縣回收“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))艙體

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  6.“旅行者”3號(hào)(海口號(hào))被成功回收,,生保艙內(nèi)的烏龜生命體征正常

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  【實(shí)況】首次搭載活體動(dòng)物飛行4小時(shí)

  10月25日凌晨1點(diǎn),,地面溫度6℃,位于新疆的光啟臨近空間基地里燈火通明,,工作人員往來(lái)穿梭忙碌著,,光啟自主研制的臨近空間飛行器“旅行者”3號(hào)(海口號(hào))的試飛,,有條不紊地進(jìn)行著飛行前的最后準(zhǔn)備,。

  本次試飛的“主角”——“旅行者”3號(hào)(??谔?hào)),由兩個(gè)主要部分組成,,上方是一個(gè)半透明的囊體,,下方是一個(gè)吊艙,二者由吊繩連接,,吊繩中部安裝了一個(gè)降落傘,。光啟臨近空間創(chuàng)新總監(jiān)周飛介紹,“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))的囊體采用超壓PE材料結(jié)合加強(qiáng)筋的方式研制而成,,“升空過(guò)程中,隨著內(nèi)外壓強(qiáng)的變化,,囊體完全鼓漲起來(lái)后,,最大直徑18.8米,體積可達(dá)到2150立方米,,是個(gè)龐然大物,。”充上氦氣的囊體產(chǎn)生浮力,,為整個(gè)飛行器提供升空,、平飛、下降的主要“動(dòng)力”來(lái)源,。下方的吊艙安裝了航電,、載荷、能源,、生保等設(shè)備,,以及一個(gè)小型生保艙,艙內(nèi)搭載了一只活體烏龜,。3點(diǎn)57分,,試飛進(jìn)入緊張的倒計(jì)時(shí)。隨著現(xiàn)場(chǎng)放飛指揮,、“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))項(xiàng)目總工程師奉凡博士的一聲“放飛”指令發(fā)出,囊體和吊艙的約束裝置被瞬間釋放,,“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))緩緩升空,逐步上升到21公里的臨近空間目標(biāo)高度,,成功開(kāi)展臨近空間環(huán)控生保,、天地通信、空間環(huán)境數(shù)據(jù)采集等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,。在基地的地面控制平臺(tái),,科研團(tuán)隊(duì)一直在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行器傳回的數(shù)據(jù),,飛行器狀態(tài)監(jiān)控正常。隨后,,“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))按照要求完成纜繩切割、囊體與生保艙分離,、降落傘打開(kāi),、平穩(wěn)著陸等系列動(dòng)作,于8點(diǎn)28分降落在新疆托克遜縣預(yù)定區(qū)域,。隨后,,科研團(tuán)隊(duì)成功回收生保艙,艙內(nèi)烏龜生命體征正常,,“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))完成了全部試飛任務(wù),為后續(xù)的研發(fā)帶回了寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。

  周飛介紹,,“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))試飛成功,,在21公里以上的臨近空間進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)采集,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(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù),驗(yàn)證了囊體設(shè)計(jì)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(cè)技術(shù)、著陸回收技術(shù)等7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),,為后續(xù)研制長(zhǎng)航時(shí)飛行平臺(tái)及載人系列飛行平臺(tái)提供了關(guān)鍵參數(shù)和技術(shù)驗(yàn)證,。“本次實(shí)驗(yàn)組織嚴(yán)密,、運(yùn)行順利,,飛行器狀態(tài)監(jiān)控正常,各項(xiàng)研究任務(wù)順利完成,,圓滿達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),。”

  【突破】多項(xiàng)核心技術(shù)得以驗(yàn)證

  近年來(lái),,不少國(guó)家和機(jī)構(gòu)開(kāi)始加大對(duì)臨近空間的探索,。針對(duì)這一空間的特性,,目前在研制的臨近空間飛行器中,浮空飛行器是備受青睞的一類,。浮空器憑借輕質(zhì)氣體提供的凈浮力飛行,、駐留,完成特定的任務(wù),,具有無(wú)需發(fā)射工具,、可回收維修、費(fèi)用低,、駐留時(shí)間長(zhǎng),、載荷能力強(qiáng)、視距遠(yuǎn),、能耗小等諸多優(yōu)點(diǎn),。除了可探索以極低成本提供類似衛(wèi)星任務(wù)的對(duì)地觀測(cè)能力以外,為普通人提供近太空旅行也是利用浮空器進(jìn)行臨近空間探索的目標(biāo)之一,。

  “這次試飛的成功,,得來(lái)殊為不易?!敝茱w表示,,臨近空間是一個(gè)幾乎空白的全新領(lǐng)域,缺少前人經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的累積,,所有科研團(tuán)隊(duì)都是從零開(kāi)始摸索,。盡管科研團(tuán)隊(duì)在地面做過(guò)各種試驗(yàn),但真正到達(dá)臨近空間會(huì)遇到的困難是難以在實(shí)驗(yàn)室里預(yù)估的,,“浮空器是一種完全有別于飛機(jī),、火箭、飛船的飛行器,,放飛條件極其嚴(yán)苛,,既需要合適的空域范圍,也需要合適的天氣條件,。這也增加了試飛的難度,。”

  而放飛窗口的“天時(shí)”包括:地面風(fēng)速不超過(guò)每秒3米,,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,。“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(cè),,因此浮空器在地面充氣和放飛階段的風(fēng)險(xiǎn)是最大的?!敝茱w解釋,。

  在沒(méi)有自主動(dòng)力的情況下,,如何對(duì)風(fēng)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),保障飛行器可以安全地升空,、飛行,、降落,是科研團(tuán)隊(duì)需要攻克的難點(diǎn)之一,。據(jù)了解,,此次“旅行者”3號(hào)(海口號(hào))的放飛,,科研團(tuán)隊(duì)提前數(shù)個(gè)月就開(kāi)始收集地面到臨近空間的風(fēng)速,、風(fēng)向等各項(xiàng)風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù),和氣象專家一起,,不間斷地對(duì)放飛現(xiàn)場(chǎng)的天氣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析,。

  在確保“環(huán)境最佳”的同時(shí),,要想順利飛行,,飛行器必須攻克多個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。其中,,飛行器囊體設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,。“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))使用了光啟自行研制的超壓囊體,,具備強(qiáng)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,。

  此外,,為了實(shí)現(xiàn)臨近空間旅行的長(zhǎng)期目標(biāo),“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))繼續(xù)對(duì)生保系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證及優(yōu)化,。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,使人們可以在臨近空間長(zhǎng)時(shí)間,、安全,、舒適地停留,是臨近空間飛行器載人功能的技術(shù)核心,。

  “旅行者”3號(hào)(??谔?hào))攜帶的生保艙,設(shè)計(jì)有溫控與通風(fēng)模塊,、活物生存保障模塊,、控制與數(shù)據(jù)傳輸模塊、圖像采集與傳輸模塊等功能模塊,。艙內(nèi)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間,,透過(guò)活體動(dòng)物生存保障系統(tǒng)上方的透明蓋,可以看見(jiàn)一只烏龜在裝著水的活動(dòng)平臺(tái)里歡快的游動(dòng),。這只烏龜名為“小云云”,,是一只黃頭側(cè)頸龜。隨著“旅行者”3號(hào)(??谔?hào))的試飛成功,,它也成為全球首個(gè)在臨近空間長(zhǎng)時(shí)間“旅行”的動(dòng)物。

  “這次試飛成功,,我們的環(huán)控生保技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)得到了驗(yàn)證,,給予了團(tuán)隊(duì)很大的信心,也為后繼的試驗(yàn)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),?!敝茱w表示,生保艙在放飛前經(jīng)過(guò)了多次臨近空間模擬試驗(yàn),,溫度控制能力和生命保障能力得到了充分驗(yàn)證:溫控系統(tǒng)通過(guò)溫控與通風(fēng)模塊,,可以保證艙內(nèi)通風(fēng)和溫度的均勻性,控制艙內(nèi)溫度在舒適地18℃~22℃,;生命保障系統(tǒng)具備密封保壓能力,、溫度精準(zhǔn)控制能力和氧氣補(bǔ)給能力,可以在臨近空間極端環(huán)境下保證生物存活,。

  【展望】普通人就能體驗(yàn)的“近太空”旅行

  “乘坐商用臨近空間飛行器,,可以實(shí)現(xiàn)普通人的近太空旅行夢(mèng)想?!惫鈫⒓瘓F(tuán)總裁劉若鵬說(shuō),,現(xiàn)有的載人航空航天平臺(tái),無(wú)法滿足普通人太空旅行的需求。商業(yè)飛機(jī)飛行高度有限,,不足以看到地球弧度,;載人飛船、空間站對(duì)財(cái)力,、身體素質(zhì)的要求非常高,,普通人無(wú)法乘坐。

  為了實(shí)現(xiàn)普通人的“近太空”夢(mèng)想,,光啟從創(chuàng)立不久就開(kāi)始了對(duì)臨近空間的探索,。2015年2月,光啟臨近空間載人項(xiàng)目正式啟動(dòng),;2015年6月,,光啟在新西蘭成功放飛了中國(guó)首個(gè)臨近空間商用平臺(tái)“旅行者”1號(hào),到達(dá)設(shè)計(jì)高度21公里,,在臨近空間完成了天地高速通信,、海事監(jiān)控、光學(xué)監(jiān)控等商用載荷測(cè)試,。2015年8月,,以打造具備國(guó)際一流航天航空研發(fā)能力的研究機(jī)構(gòu)為目標(biāo)的海口未來(lái)技術(shù)研究院暨光啟臨近空間技術(shù)研發(fā)總部正式揭幕,,進(jìn)一步提升了在臨近空間飛行器等航空航天特色產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)能力,。2016年11月,光啟“旅行者”2號(hào)在新疆試飛,,完成了攜帶艙體升空,、天地對(duì)話和飛行中數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)。光啟對(duì)臨近空間的探索,,取得了顯著的進(jìn)展,。

  未來(lái)的載人系列“旅行者”號(hào)主艙,可以容納6名旅客,,普通旅客可安全舒適地體驗(yàn)到超乎尋常的臨近空間美景,,看到地球的完美弧線,在兩萬(wàn)米以上的高空進(jìn)行觀賞,。重點(diǎn)是整個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)旅客的經(jīng)濟(jì)條件和身體素質(zhì)的門(mén)檻降到了最低,具有超高安全性和舒適性,,旅客無(wú)需身著宇航服就可以在艙內(nèi)自由活動(dòng),,無(wú)需承受失重、離心力等艱苦考驗(yàn),,整個(gè)飛行過(guò)程,,就像乘坐電梯或纜車一樣平穩(wěn)舒緩。

  除了載人,“旅行者”號(hào)系列還可搭載通信,、光學(xué)遙感,、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集和分析等領(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(tái),。

  “對(duì)臨近空間的探索,,是光啟在垂直細(xì)分領(lǐng)域深度布局的重要一環(huán)?!眲⑷豉i表示,,隨著國(guó)家建立“天臨空地海”全方位一體化戰(zhàn)略的提出,,如何全面發(fā)展和推動(dòng)空間科學(xué),、空間技術(shù)、空間應(yīng)用,,成為迫切的需求,,“旅行者”號(hào)系列對(duì)臨近空間的探索,是浮空器利用的開(kāi)拓和創(chuàng)新,,也是在進(jìn)一步擴(kuò)大人類生活空間,,在新的空間和領(lǐng)域進(jìn)行戰(zhàn)略布局。(圖片由光啟集團(tuán)提供)


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