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NASA科学气球团队期待下月在新西兰的发放能够打破大型超压气球飞行时间记录。
经过多年的开发和测试,NASA的气球项目团队在高空超压气球技术上已经取得了长足的进步。NASA的科学气球专家正在新西兰的瓦纳卡准备53.2万立方超压气球的第四次飞行,这次雄心勃勃的目标是中纬度地区飞行100天以上!
形似南瓜,大如足球场的气球的发放日期定于2016年4月1日之后,具体日期取决于瓦纳卡机场的飞行许可以及飞行和地面支持系统准备完毕。
一旦发放升空,由22英亩面积大小的聚乙烯薄膜制(类似于三明治包装袋,但是比其更结实耐用)成的超压气球将会上升至约33.5km进入阶段。气球将携带1025kg的载荷向东飞行,其中包括跟踪、通信和科学仪器。NASA期待它能够依赖平流层的风速,每三周环游地球一次。
“我们很高兴回到新西兰试飞测试此项至关重要,甚至可能改变游戏规则的技术,”NASA气球项目办公室负责人Debbie Fairbrother说,“这可能是载入史册的一次飞行。”
如果能够连续飞行100天以上,将会打破在2009年于南极上空创造的54天的大型超压气球飞行记录。为了在中纬度达到这个伟大的目标,必须能够经受由于日夜交替温度变化导致的球体压力变化,非超压球气球不可。
长期持续飞行可以观测到更多的科学现象。而且,对于某些科学研究的需求,中纬度飞行的夜间观测也非常重要。这两方面的优点大大增加了科学回报率,加上气球任务的相对低成本,对于许于计划进行空间试验的科学研究,超压气球能够成为很有竞争力的平台。
COSI flying as mission of opportunity
COSI( Compton Spectrometer and Imager康普顿分光计和成像仪)是一支熟知超压气球潜力的团队,来自加州大学伯克利分校。COSI是由NASA资助的望远镜项目,用来探测银河正电子的神秘本源,探究星系中新元素的产生,以及进行伽玛射线暴和黑洞的开创性研究。长航时飞行对与这类研究至关重要。
“超压气球使一些新类型的科学探测得以完成,例如我们这次尝试的COSI项目”,伯克利大学的物理教授以及COSI项目的召集人史蒂文.博格斯说,“超压气球的长航时以及夜间观测能力是一种突破,COSI是第一个能够充分利用这些优点的科学载荷。”
NASA的超压气球曾于2015年在新西兰的瓦纳卡放飞。当球体完全膨胀起来,体积又53.2万立方米,有整个足球场那么大。在今年的新西兰发放计划中,超压气球将携带加州大学伯克利分校的COSI载荷进行飞行试验。
COSI载荷将超压气球的测试飞行中作为任务载荷。上一次COSI搭载超压气球是在2014年的12月28日,南极洲的麦克莫多站,非常不幸的是,气球出现了一个小的漏洞,导致仅仅飞行了44小时后不得不提前终止飞行。团队吸取了上次的教训,在即将到来的瓦纳卡飞行中一定会有更好的表现。
Lessons learned from 2015
今年的超压气球发放是NASA第二次选择在瓦纳卡实施,看来这是个非常理想的中纬度发放地点。2015年3月26日NASA在瓦纳卡进行了第一次超压气球的发放,飞行了32天,5小时51分钟,几乎环游地球一整圈,按照NASA的说法,这是迄今为止最严格的一次超压气球飞行。
当检测到气球有泄漏之后,NASA官方在澳大利亚内陆终止了气球飞行。回到地面之后,气球团队回收了气球并装船运回美国分析,接下来的调查结论是:导致泄漏最大的可能是在气球顶部和底部安装的金属结构件与球体连接地方的球体材料出现了强度下降的情况。
针对这一问题,团队在今年的气球发放中采取了一些细微的改进措施。例如:团队改变了金属结构件的安装方式,增加了垫圈材料,而且,他们还增加了结构件的预紧力。
Fairbrother说,”我对我们设计上的改进很有信心,我对即将到来的第二次瓦纳卡超压气球飞行充满期待。“
Wanaka 2016
美国火箭的发射吸引了附近大量居民的关注,几乎以同样的方式,NASA2015年的超压气球飞行同样也引起新西兰本地居民的注意。
”去年的气球飞行引起了民众的极大关注,成百上千的居民跑来附近或者爬上旁边的 Mt. Iron来观看我们的发放,“Fairbrother说,现在公众的好奇心又被激发起来,我们期待给大家创造更多惊喜。“
气球团队在今年的发放计划中有很多的宣传活动。最引人注目的是,团队将在瓦纳卡航展上亮相,进行嘉宾演讲,提供即将进行的发放任务的第一手信息。
”我们非常期待气球团队今年的回归,非常高兴看到NASA将在两年一度的军机展上扮演重要角色,“瓦纳卡机场运营经理拉尔夫费根说,”在三天的航展中将有50000多名观众参观,这将是南半球最大的一次军机展,伴随着NASA接下来的超压气球发放,将会带来不可思议的国内和国际影响。“
当气球环球飞行时,它可以从地面观察到,特别是在日出和日落时,居住在南半球中纬度的国家,比如新西兰,阿根廷,澳大利亚和南非,每个人都可以通过下面地图中气球的实时位置来追踪它。
http://www.csbf.nasa.gov/newzealand/wanaka.htm
NASA的超压气球已经充气完毕,准备在新西兰的瓦纳卡机场发放。
NASA的科学气球提供了一种低成本,临近空间的飞行平台,可搭载大约1000磅甚至更重的科学载荷,主导的科学研究领域包括天体物理,太阳物理和大气物理等。
NASA在弗吉尼亚的Wallops飞行中心管理着每年在世界各地发放场进行的10至15次飞行试验。ATK轨道科学公司管理的哥伦比亚科学气球中心位于得克萨斯“巴勒斯坦”发放场,为NASA的科学气球提供项目管理,任务规划,工程服务和外场发放操作等服务业务。哥伦比亚气球团队在35年间已经发放了1700次科学气球。
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