氦气球哪里有卖【欲创飞行高度纪录的气球】
人类最初曾多次冒着生命危险乘坐热气球升入天空,探索大自然的奥秘。其后,人类发明了飞机,飞上了蔚蓝色的天空;后来发射了载人飞船,进入了地球轨道;上个世纪60年代末到70年代初,人类曾多次登上月球。在21世纪,人类不仅将在月球建立定居点,还将实现远征火星的梦想。然而就在2002年的今天,两位英国气球飞行专家,试图穿上宇航服,乘着像帝国大厦那样百层高的气球,向载人气球飞行高度的世界纪录发起冲击。
早在1957年~1961年,美国早期的空间探测计划曾包括把载人气球送入同温层,考察人的耐受高度的极限。1961年5月4日,美国海军两名飞行员驾驭气球达到了前所未有的34668米高度。自1961年加加林成为第一个环地球轨道飞行的宇航员以来,再也没有人乘气球打破这一世界纪录。虽然与空间探索的早期阶段不同,目前先进的科学技术可使这种尝试具有相对的安全性,但两个英国气球飞行家的计划仍引起了人们的广泛关注。
气球飞行家其人其事
两位气球飞行家一位是安迪・埃尔森(AndyElson),另一位是科林・普雷斯科特(ColinPrescot),他们都是拥有数十年飞行经验的气球飞行家。今年48岁的埃尔森还是一位航空工程师,曾设计、制造过多支大型气球,并参与了近年来几乎全部的环球气球飞行。1999年,埃尔森驾驭气球进行了飞越珠穆朗玛峰的特殊飞行,以一小时160公里的速度通过了这座世界最高峰。普雷斯科特今年51岁。1981年,他进行了有史以来第一次整整一夜的热气球飞行,创建了在英国国内最长的气球飞行记录。
1999年,两人尝试驾驭气球进行环球飞行。当时他们从西班牙起飞,后来因故不得不在日本海岸以外的地方降落。虽然环球飞行未能如愿以偿,但他们还是以17天18小时25分钟从西班牙飞到太平洋的成绩,打破了航空飞行器持续飞行的世界记录。这是埃尔森1998年创造的9天17小时55分钟持续飞行记录的两倍。为此,他们获得了英国皇家航空俱乐部的金质奖章。
他们把这次乘气球冲击世界纪录的飞行,看作是对自己职业生涯的一次重要挑战以及50年代美国空间探测飞行计划的一个继续。同时,他们也认为这是人生难得的机遇。
"奇尼特Q一号"气球
他们乘坐的气球名为"奇尼特Q一号"(QinetiQ1),是迄今最大的气球。它由软塑料制成,里面充满了氦气,为它充气需要2小时。"奇尼特Q一号"气球的大小是决定飞行员上升高度的关键。"奇尼特Q一号"气球设计得如此之大,是由于在一定高度,气球的质量将等于它排除空气的质量,气球将停止上升。由于在3万米或更高的地区空气非常稀薄,以至于气球需要很大很大才能占据大量空气的空间以获取升力。和最终的体积相比,起飞时氦气球并不很大;但当它逐渐升高时,随着气压下降,气球将膨胀到海平面体积的346倍。"奇尼特Q一号"气球在英国制造,聚乙烯材料的厚度就像家用冰淇淋袋那样薄,并且用特殊的添加剂改善了它的低温(零下70摄氏度)性能。气球材料虽然薄,但强度好、不易被穿透。即使球体出现了8厘米的孔也仅仅是泄漏少量的氦气,对飞行任务没有大的影响。
气球下挂的飞行平台被称为"平底船"。两个飞行员将坐在这个畅开的飞行平台上。其底部为半球型,可在海上溅落,并能减小着陆时的冲击力。当出现气球破裂或其它紧急情况时,"平底船"上的卸货通道会自动打开,抛出紧急降落伞。这种设备通常由部队使用,可以抛出1吨重的货物。如果"平底船"必须紧急降落,将与气球分离,由减速降落伞控制其下降速度。"平底船"装有风向变流器,在气球下降时帮助飞行员躲避冷气流。在它上面还将携带很多监视、通信和生活保障设备。包括宇宙射线效应和强度探测器在内的所有通信和监视设备被装在密封的盒子里。宇宙射线效应和强度探测器由各种辐射探测器组成,它们可监测辐射环境对计算机系统的影响以及提供辐射对人体照射量的数据。辐射主要来自宇宙射线。这种监视器已是"久战沙场",在美国航天飞机、"和平号"空间站和飞机上分别飞行了4000万、8000万和160万公里。
在飞行过程中,两位驾驶员穿着完全密封的宇航服,在有限的纯氧供应下生活。宇航服柔软、舒适,而且灵活自如。气球驾驶员单靠宇航服还不足以保暖,在宇航服下还有两个保温层。在飞行中,穿着宇航服的飞行员还将被包在一种特制的"茧"中。这种"茧"类似于登山运动员穿的厚服装,可打开可关闭。当"平底船"在最大高度缓慢旋转时,驾驶员将一会儿在阳光下,一会儿在黑暗中,宇航服能应付极强的阳光和黑暗。
面临的风险与困难
完成这项工作会遇到很多问题,其复杂性远超过在外大气层飘浮。当计划启动之时,他们就在研究可能遇到的风险,但更多的科学技术为此做出了贡献。
该气球面对的一个危险是大风。在充气时,如此大的气球如果遇上大风,它就可能被撕成碎片。所幸的是在24000米以上的风肯定是不大的,不会把气球撕裂。飞行员面临的另外一个问题是,在大约12000米以上,周围的气压很低,飞行员不可能吸入足够的氧来维持生命。由于氧摄入量的不足,人将患细胞低氧症,会非常快地死亡。众所周知,高度越高水的沸点越低,在18900米以上由于气压更低,人体内的血液将在体内沸腾。所以,飞行员必须穿上宇航服装,才能确保生命安全。"奇尼特Q一号"飞行员的宇航服由俄罗斯专门制作。它不仅是飞行员的"保护神",而且适应从地面到空间不同温度的变化,使用起来也很灵活。此次飞行的赞助者奇尼特Q公司提供的设施将对这种宇航服的性能进行测试,以确保宇航服能够经得起旅途的严酷条件。虽说宇航服可以保护飞行员,使他们在飞行过程中免遭自然界最恶劣条件的侵袭,但他们还必须面对其它风险。其中之一就是当宇航服的气压系统出现故障时,同样会导致人体细胞组织缺氧,其危害往小了说可以引起记忆力丧失,或不能感知方向,如果飞行员不能及时解决这个问题,情况就会更加严重。再有就是在飞行以前,飞行员必须把氮从身体内排除出去,否则在飞行上升阶段将会在体内产生气泡,危及飞行员的生命。飞行员还需要避免和下降密切相关的高空病,这可以通过飞行前吸几小时的纯氧来解决。"奇尼特Q一号"最大的上升和下降速率大约为336米/分钟;飞行中最冷的部分是在大约12000~15200米,温度下降到零下70摄氏度;当上升到顶点时,温度可回升到零下25摄氏度。
飞行程序
"奇尼特Q一号"气球将从英国航空母舰的甲板上升空,直到40233米创纪录的高度,这个高度相当于国际空间站距地面高度的1/6。按计划,该气球大约在起飞12小时之后,溅落在离升空地点240公里的大西洋海面。
与早期载人探空气球不同,埃尔森和普雷斯科特不是坐在一个吊篮或密封舱里,而是准备将自己捆绑在"平底船"的座位上,不能起来到处走动。在飞行的大部分时间里,他们将检测仪器和设备并对各种各样的试验进行监测。在飘浮到最大高度时,他们打算点燃彩色烟幕弹,以使地面上的人们很容易看到他们。普雷斯科特说:"过去三年半,我一直为此而工作,这将是一种最有想像力的飞行。"飞行最好选择在夏天,原因是24000米以上的风容易预测,其风向从东到西,而冬天高空风是无序的。当英国有关部门预测出有利于升空的条件之后,飞行员连同气球将由航母运送到考尼什(Cornish)海岸以北约20里的地方等待最佳时机。
按计划,飞行准备工作将在早晨开始,头两小时为气球充气,然后上升飞行5~6小时。由于那里的空气密度和气球内的气体密度相差不多,其上升会非常缓慢。在"奇尼特Q一号"达到破记录的高度后,飞行员打开气球顶部的阀门,释放氦气,开始下降。如果它下降的太快,驾驶员就从"平底船"上向下扔沙袋。
"奇尼特Q一号"在飞行途中一旦出了问题,"平底船"上的紧急降落伞会在4500米处打开,并以450米/分的速度下降。当生命保障系统失效或气球必须被分离,"平底船"自动释放一个类似于喷气机后部的减速降落伞,使"平底船"的速度降下来。下降需要大约2小时。
每个人都希望看到他们以地球弯曲部分为背景拍摄的创记录高度的照片,但非常稀薄的大气环境会使相机的定位和控制非常困难。为了拍摄飘浮到最大高度和最大尺寸的气球,这次活动的发起人基奈逖奇正在研究一种火箭推动的平台,在平台上装备着照相机和微波转发器。现在一个工作组正开发一种技术,以便把照相机带到合适的位置,并立即把图像传回航空母舰飞行甲板。
为了创造新的纪录,条件必须是完美的,如果这一天到来之时天气晴朗,会有数亿英国人、爱尔兰人和法国人可能用肉眼就能看到"奇尼特Q一号"气球创纪录的飞行,并成为这次历史性飞行的鉴证人。让我们预祝他们获得圆满的成功。
责任编辑:欣然■
