李彤
說到白鯨,你一定不陌生。你應該在電視里,或是在海洋館里見過白鯨。它們周身雪白,圓頭圓腦,憨態可掬,堪稱海洋動物界的明星。
但是,你見過飄浮在高空中的“白鯨”嗎?想象一下,在青藏高原的崇山峻嶺間,一頭巨大的“白鯨”悠然地飄浮著。它越升越高,最終的海拔高度達到了9032米,竟然超過了世界最高峰一一珠穆朗瑪峰!
這頭巨型“白鯨”究竟是什么?它為什么能飄得那么高?它有什么用處?帶著一連串問題,我們一起去一探究竟。
古老而實用的發明
1778年,在法國的一座小城里,從事造紙業的蒙哥菲爾兄弟發現了一個現象:燃燒廢紙屑時,紙屑和殘灰會隨著熱氣流不斷飄升。于是,他們設想,如果用一個大“袋子”把這些熱氣裝起來,當熱氣足夠多的時候能不能把人送上天空呢?5年后的1783年,兄弟二人帶著他們的新發明,在里昂的一個廣場上進行了一場公開演示,世界上第一只熱氣球就此誕生。
沒錯,飛得比珠穆朗瑪峰還高的“白鯨”正是一只熱氣球。它是系留氣球(系留氣球是使用纜繩將其固定在地面錨泊車上,并可控制其在大氣中飄浮高度的氣球),被命名為“極目一號”。相比于直升機和無人機,系留氣球的載重更大、駐空時間更長,還兼有易于控制和操作、制造成本低等優勢。
系留氣球上搭載著雷達、光電設備。舉辦大型活動時,它可以對廣闊區域內的密集人流進行實時監測,隨時匯報潛在危險,保障安全。另外,它還攜帶了通信基站,以應對人員密集區內頻繁而密集的通信需求。
可靠而多元的系留氣球
系留氣球的外觀酷似一頭巨型白鯨,尾部有三只尾翼。當高空的大風吹來,它可以像風向儀那樣,把頭對準風的來向并保持穩定,以此保證風阻最小。龐大而圓潤的身軀避免了它在空中上下翻滾,周身的白色則可以反射光線,防止氣球內部氣體升溫過快。
這頭“白鯨”的身體內(主氣囊)充滿氦氣,它腹部還有一個充有空氣的副氣囊。當氣球逐漸上升,外界氣壓降低,氣球內部氣壓升高,此時副氣囊通過排出空氣降低內部的壓力,防止氣球爆炸。當氣球降落時,副氣囊則會被注入空氣,以此保持氣球內氣壓穩定。
連著系留氣球的“繩子”同樣內有乾坤,這是一根光電復合電纜。除了拽住氣球,這根系留電纜還具有為氣球供電、傳輸監測數據、接地防雷擊的作用。
系留氣球的科學制造原理相對簡單,但它的本領一點兒也不簡單。系留氣球可進行垂直剖面氣象觀測、大氣霧霾監測研究、自然災害監測、大型活動安防監控,還可以在海上搭建應急通信系統。系留氣球能做這么多事,都是因為它飛得足夠高、足夠久。
空前而卓著的高空探索
青藏高原被稱為“世界屋脊”,那里連綿不斷的冰川和雪峰中蘊藏著大量的淡水資源,因此又被稱
“亞洲水塔”。
2022年4月28日,“巔峰使命”珠峰科考團隊開啟了新一輪珠峰科考,他們要利用“極目一號”搭載的觀測儀器展開高空大氣環境的綜合測試?!皹O目一號”的加入,讓科考隊員對這次科考更有信心。面對海拔6500米的挑戰,被譽為“高原之舟”的牦牛也無能為力,但“極目一號”能夠從容應對。
2022年5月15日凌晨,“極目一號”創造了浮空艇大氣科學觀測世界新紀錄一一9032米。面對這樣的突破,科考隊員們興奮不已,這意味著他們可以同步記錄從地表到9000米高空的大氣組分數據和水汽傳輸過程。
熱氣球的發明者恐怕不會想到,有—天—群中國科考隊員放飛的熱氣球會比珠穆朗瑪峰還要高。