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緊急迫降!“旅行者”2號臨近空間探索受阻

在升空離地面1.2萬米高度之後,由於經歷碰撞,部分通信和控制系統出現異常,“旅行者”2號按地面指令緊急降落,返回地面,碰撞原因尚不明確。

11月7日,原定於在新疆博斯騰湖鄉放飛的光啟“旅行者”2號受大雪、大風等惡劣天氣影響後,不得不調整放飛時間,最後在11月9日成功放飛並升至1.2萬米高度。

這是繼去年6月,“旅行者”1號在新西蘭放飛之後,光啟對臨近空間的又一次探索,而這次的“旅行者”2號作為載人驗證版,除了配備與1號一樣的囊體,還攜帶了縮小比例的主艙,並在主艙中放入生命體——“太空龜”。

然而,該次試驗並不順利。

在“旅行者”2號緊急迫降之後,光啟集團聯合創始人、光啟科學聯席行政總裁欒琳表示,光啟會繼續探索臨近空間。“旅行者”2號此次的試飛實驗,完成了部分數據的收集,將對後續的研究和“旅行者”3號設計提供了重要的數據參考。光啟集團表示,“旅行者”3號目前已經在設計和測試階段,暫定將於明年擇日進行試飛實驗。

推遲飛行

7日淩晨,記者跟隨光啟團隊到達新疆博斯騰湖鄉,在這里停留著一個銀色的巨型球體氣囊以及一個只能在科幻劇中看到的航天艙體。在這里,光啟打算放飛用於臨近空間開發的載人航天器——“旅行者”2號。

光啟臨近空間載人項目在2015年2月正式啟動。同年6月6日,光啟研制的中國首個臨近空間商用平臺“旅行者”號在南半球新西蘭南島的光啟阿什伯頓臨近空間基地成功試飛,到達海拔21千米的設計高度,完成了臨近空間天地高速通信、海事監控、光學監控等商用載荷測試。

根據光啟設想,用於載人商用的航空器分為兩部分,分別是囊體與主艙,囊體中灌輸足夠含量的氦氣為主艙提供動力,而主艙采用臨近空間飛行器特有的氣動外形,安裝有航電、通信、能源、熱控和生命保障系統。

“旅行者”1號對其中囊體部分進行測試,此次放飛的2號是首次攜帶主艙飛行。“這次‘旅行者’2號增加了攜帶艙體升空、天地對話、高速通信、太陽能薄膜電池、動力螺旋槳等功能,但也增加了放飛的難度。”欒琳在接受記者采訪時說道。

記者現場看到,主艙是一個直徑2.5米、高3.5米、重量超過1噸的艙體,根據“旅行者”2號的0.6倍縮比設計制作。

根據設計,放飛時,主艙由一個直徑近40米的超大囊體,攜帶到達2萬米以上的臨近空間,停留2小時進行數據采集等工作再返回地面。在艙內搭載一個小型生命保障系統,保證主艙能夠攜帶“太空龜”進入臨近空間並安全返回地面。

7日淩晨3:15,光啟臨近空間項目負責人周飛將活體小烏龜放入主艙內。然而,由於大風天氣對囊體充入氦氣過程有影響,最後放飛不得不推遲到9日。

“由於5日局部降雪,6日下午化雪,造成了試飛場地與周邊地區的溫度差,產生了氣壓差,帶來了突如其來的大風。”周飛解釋道。

欒琳對包括《第一財經日報》在內的媒體表示,根據多次的測算和試驗,試飛的最佳風速須不高於3米/秒,閾值為5米/秒。科研團隊連日不間斷地對當地天氣狀況進行實時監測分析,風速已超過這個範圍。“天氣預報數據顯示,當晚的風速平均為2米/秒,最高不超過3米/秒,但風速突變,現場實測的風速已經達到7米/秒,超過閾值,因此不得不推遲試飛。”

探索持續

幾經波折,“旅行者”2號於9日晚上放飛,並於淩晨回收艙體。根據光啟提供數據,此次放飛只達到了1.2萬米高度,尚未到達臨近空間空域。在2號升空不久後,正常通信突然中斷,備用系統自動啟動,傳回的數據顯示,部分通信系統和控制系統無法正常工作,試飛團隊立即通過備用系統,對“旅行者”2號發出了緊急降落指令,“旅行者”2號隨即返回地面。

試飛團隊初步分析認為,系統故障與“旅行者”2號升空時艙體曾發生的碰撞有關,確切原因有待進一步調查。

由於沒有達到既定的臨近空間的高度,對於太陽能薄膜電池、動力螺旋槳等相關系統的測試未能展開。

對於臨近空間的商用探索,光啟並不是唯一的一家,Worldview等國外企業在光啟之前已經有不少涉獵。欒琳告訴記者,由於該空域低溫、低壓、高紫外輻射和高臭氧濃度的環境特征,因此航空器的材料抗腐蝕能力是其中需要攻克的技術難點。

記者在現場看到的帶領主艙升空的囊體結構由球囊、22路拉網、旋轉分離器以及6根吊繩組成。影響囊體強度的因素主要包括蒙皮材料強度、焊接強度以及局部受力狀態。其中,蒙皮材料一直是限制臨近空間飛行器發展的瓶頸技術之一。囊體加工的難度隨著體積增大而增加。

“旅行者”2號囊體材料的研發和制備是光啟的底層技術,由光啟自主研發。在位於深圳市大鵬新區葵湧的光啟空間材料中試基地加工、生產並進行相關實驗。目前該基地材料生產車間的生產能力可達1.1萬米/天,囊體加工車間的加工能力可達100米/天。

光啟團隊告訴記者,雖然“旅行者”2號此次的試飛實驗未成功到達臨近空間,但完成了部分數據的收集,對後續的研究和“旅行者”3號的設計提供了重要的數據參考。光啟集團表示,“旅行者”3號目前已經在設計和測試階段,暫定將於明年擇日進行試飛實驗。

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