9月19日，形似“大白鯨”的“極目一號(hào)”浮空艇在西藏魯朗地區(qū)成功開展大氣觀測試驗(yàn)。它搭載了三大類16型、總重約200千克的科學(xué)載荷，在海拔5500米的高空，通過多載荷協(xié)同觀測，實(shí)現(xiàn)從單點(diǎn)采樣到立體監(jiān)測的技術(shù)跨越。

　　作為第二次青藏科考的重要任務(wù)，“極目一號(hào)”自8月以來已累計(jì)開展30次高空試驗(yàn)，精準(zhǔn)獲取了大氣成分、污染物分布等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為研究青藏高原氣候演變與全球氣候變化提供了重要數(shù)據(jù)支撐。

　　形成自主可控技術(shù)體系

　　青藏高原被譽(yù)為“亞洲水塔”，是全球氣候變化的敏感區(qū)。對(duì)這一地區(qū)的環(huán)境進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，對(duì)生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。浮空艇也稱系留氣球，是一種通過填充氦氣等輕質(zhì)氣體產(chǎn)生浮力來實(shí)現(xiàn)升空的航空器，具有留空時(shí)間長、覆蓋范圍廣、部署靈活等多重優(yōu)勢(shì)，是開展高原觀測的利器。

　　早在2017年，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱“空天院”）的浮空艇團(tuán)隊(duì)就挺進(jìn)可可西里腹地，開啟了青藏高原科學(xué)觀測之旅。

　　當(dāng)時(shí)，他們面臨的是零下30攝氏度的嚴(yán)寒、每秒25米的強(qiáng)風(fēng)以及海拔4700米的低壓環(huán)境。最初的浮空艇出現(xiàn)了充氣慢、漏氣多、設(shè)備不耐低溫等問題。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)沒有退縮，而是從實(shí)際需求出發(fā)，經(jīng)過8年的高原試驗(yàn)，浮空艇在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)顯著升級(jí)，最終形成了自主可控的技術(shù)體系。

　　“比如，浮空艇的外形不斷優(yōu)化，飛行更加平穩(wěn)，多次成功應(yīng)對(duì)高原惡劣天氣；控制系統(tǒng)由單機(jī)模式升級(jí)為多備份模式，并增強(qiáng)了安全控制和保護(hù)功能，使浮空艇在低溫、低壓和復(fù)雜電磁環(huán)境下仍能穩(wěn)定運(yùn)行；在結(jié)構(gòu)方面，高低壓設(shè)備實(shí)行分艙隔離，電磁屏蔽能力也得到加強(qiáng)，顯著提高了艙內(nèi)設(shè)備的可靠性?！笨仗煸赫呒?jí)工程師張?zhí)┤A介紹。此外，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型氦氣減壓裝置使充氣速度比以前快兩倍以上，極大縮短了高原環(huán)境中的操作時(shí)間。

　　近5年來，該團(tuán)隊(duì)已申請(qǐng)浮空艇相關(guān)專利60多項(xiàng)。“這些成果不僅推動(dòng)了浮空艇在升空高度、載荷集成和數(shù)據(jù)精度等方面的持續(xù)突破，也為我國空天技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”張?zhí)┤A說。

　　融入國計(jì)民生關(guān)鍵場景

　　浮空艇技術(shù)的持續(xù)升級(jí)，離不開國家科研項(xiàng)目的支持。

　　第二次青藏科考為浮空艇提供了寶貴的高原實(shí)戰(zhàn)場景和持續(xù)試驗(yàn)機(jī)會(huì)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在海拔超過4000米的試驗(yàn)場，克服低氣壓和極大溫差的困難，通過“試驗(yàn)—改進(jìn)—再試驗(yàn)”的閉環(huán)模式，不斷推動(dòng)技術(shù)升級(jí)，每一輪優(yōu)化都緊密圍繞實(shí)際應(yīng)用需求。

　　同時(shí)，在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“鴻鵠專項(xiàng)”的長期支持下，浮空艇系統(tǒng)綜合能力獲得顯著提升。該專項(xiàng)支持建設(shè)的高原氣象綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜天氣的精準(zhǔn)預(yù)測；專門研制的地面指控車，不僅為高原操作人員提供了可靠的工作環(huán)境，還實(shí)現(xiàn)了浮空艇數(shù)據(jù)和氣象信息的融合顯示與綜合研判，極大提高了飛行控制的安全性和決策效率。

　　如今，浮空艇技術(shù)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)民生領(lǐng)域。在呼倫貝爾草原，它化身為“生態(tài)之眼”，通過高分辨率光譜和AI識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)草場精準(zhǔn)監(jiān)測，幫助牧民科學(xué)放牧；在山東長島，它作為“應(yīng)急基站”，在電力通信中斷演練中保障應(yīng)急指揮暢通；在遠(yuǎn)海海域，它擔(dān)當(dāng)“中繼通信平臺(tái)”，極大擴(kuò)展海上通信覆蓋范圍；在森林防火中，它更是成為“火情預(yù)警尖兵”，可識(shí)別僅2.3平方厘米的火源。

　　“從青藏高原的科學(xué)觀測到遠(yuǎn)海的通信保障，從草原生態(tài)的精細(xì)監(jiān)測到森林火災(zāi)的應(yīng)急防控，浮空艇技術(shù)正以‘多面手’姿態(tài)融入國計(jì)民生關(guān)鍵場景?！笨仗煸赫呒?jí)工程師何澤青說，隨著西藏魯朗試驗(yàn)的新突破，這一自主創(chuàng)新技術(shù)將持續(xù)向更穩(wěn)架構(gòu)、更高性能、更廣應(yīng)用邁進(jìn)，為我國科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能。