近日，西藏魯朗的高空之上，一艘通體潔白的“巨艇”舒展身姿——我國自主研發(fā)的“極目一號”浮空艇成功升空至海拔5500米，搭載著3大類16型、總重約200公斤的科學載荷，通過多載荷協(xié)同觀測，實現(xiàn)了浮空艇從單點采樣到立體監(jiān)測的技術跨越。

　　 這是第二次青藏高原綜合科學考察研究的又一重大突破，所獲的大氣組分、污染物分布、云三維微物理參數(shù)等關鍵數(shù)據(jù)，將為青藏高原研究提供核心數(shù)據(jù)支撐，助力深度解析高原氣候環(huán)境變化規(guī)律，為“亞洲水塔”及全球氣候變化敏感區(qū)的動態(tài)監(jiān)測與可持續(xù)發(fā)展奠定基礎，為揭示高原生態(tài)系統(tǒng)奧秘提供全新視角。

　　 “極目一號”浮空艇大氣觀測試驗現(xiàn)場

從浮空艇下視觀測云頂部

　　 從可可西里“破冰”到魯朗“飛躍”

　　 “極目一號”的背后，是團隊近十年深耕高原的技術沉淀。時間回溯至2017年，空天院浮空艇團隊首次挺進可可西里腹地，在海拔4700米的無人區(qū)開啟“云端之約”。

　　 面對零下30℃的極寒、每秒25米的強風以及海拔4700米的低氣壓環(huán)境，初代浮空艇裝備出現(xiàn)了充氣速度慢、艇體泄露率較大、設備低溫性能下降等問題。針對這些在高原出現(xiàn)的狀況，團隊以應用為導向，長期攻堅克難，持續(xù)對浮空艇艇體、控制、能源、結構等系統(tǒng)的關鍵技術進行迭代優(yōu)化，構建了自主可控的技術體系。

　　 如在電磁與溫壓適配方面，團隊針對高原復雜電磁環(huán)境，優(yōu)化供配電系統(tǒng)設計，通過增加電氣間隙提升擊穿電壓，解決高海拔空氣稀薄導致的絕緣性能下降問題；同時加裝大氣壓、溫度實時監(jiān)測模塊及艙內(nèi)主動溫控裝置，確保設備能在高空低溫低壓環(huán)境下穩(wěn)定運行。

　　 又如，歷時3年實現(xiàn)充氣效率與安全雙升級。團隊研發(fā)了“硬式充氣口”專利技術，采用特殊結構設計與緩沖材料，既降低高壓氦氣充氣時的噪音、避免操作人員聽力損傷，又緩解艇體材料振動，實現(xiàn)充氣口附近“無人值守”。同時，搭配“快速充氣減壓裝置”對高壓氣體進行減壓、增速，將氦氣充氣速度提高兩倍以上，充氣時間縮短一半，極大縮短充氣時間，多次試驗驗證效果顯著。

操作人員正在安裝充氣口

　　 據(jù)不完全統(tǒng)計，近5年來，團隊圍繞浮空艇申請專利60余件，既為浮空艇在升空高度突破、載荷集成效率、數(shù)據(jù)獲取精度等方面實現(xiàn)持續(xù)迭代創(chuàng)新提供了核心知識產(chǎn)權支撐，也為空天領域相關技術的創(chuàng)新突破奠定了堅實基礎。

　　 從草原到遠海的“空中多面手”

　　 浮空器是一種利用內(nèi)部充填密度低于空氣的氣體（通常為氦氣）而產(chǎn)生浮力的航空器，其出現(xiàn)時間早于飛機，是一種古老的航天器。作為浮空器的重要類別，浮空艇（又名系留氣球）憑借其駐空時間長、覆蓋范圍廣、部署靈活、載重能力強以及操控成本低等顯著優(yōu)勢，在很多應用場景中具備其他航空器不可比擬的競爭力。因此，它成為構建“空天地”一體化觀測體系的核心平臺?！皹O目一號”浮空艇成為體現(xiàn)我國浮空觀測領域自主創(chuàng)新水平的標桿產(chǎn)品。

　　 歷時數(shù)十年深耕，空天院浮空艇產(chǎn)品已實現(xiàn)了從早期單一型號試驗的突破，逐步構建起覆蓋“小型—中型—大型—超大型”的全規(guī)格產(chǎn)品矩陣，形成了極具競爭力的系列化產(chǎn)品譜系。

　　 空天院研究員蔡榕表示：“浮空器也是臨近空間開發(fā)的核心平臺，其技術突破將直接推動相關產(chǎn)業(yè)鏈升級?？仗煸涸谠擃I域已構建完整自主知識產(chǎn)權體系，多項關鍵指標達國際領先水平?！彼岬?，目前空天院形成的全規(guī)格浮空艇產(chǎn)品譜系，已在科學觀測、應急通信、草原生態(tài)、海洋中繼通信、對地觀測及安全防控等場景成功應用，深度賦能生態(tài)、應急、通信、科研等關鍵領域，成為服務國計民生的重要技術支撐。

　　 “浮空艇不僅是科學考察的‘利器’，更是服務國計民生的‘幫手’?！辈涕疟硎荆壳霸搱F隊的浮空艇產(chǎn)品已在10余個領域落地應用，“隨著技術持續(xù)升級，它還將在智慧海洋、應急救援、生態(tài)保護等更多場景發(fā)揮作用?！?/p>