一、气象预测
随着航天事业的发展,临近空间的开发与探索势在必行。这需要气象部门提供大量临近空间的气象数据和气象服务。迄今为止,除了发射航天器的火箭会偶尔穿越之外,这片寂静的空域仍然是人类飞行的一个禁区。
所有的火箭发射都与气象条件有关系。在各种不利气象条件中,风、温度、雷电等对于火箭发射影响较大。在每次火箭发射前,都要进行气象会商,详细了解全球气象图、国内气象图、发射场气象图的情况,制订火箭发射预案。待万事俱备时,气象条件就是“东风”。气象条件不是参考,而是“裁判员”。气象条件具备了就可以发射火箭,不具备就不可以发射。
这些年来,气象预报预测能力越来越强,气象部门不仅可以提供半个月的天气趋势情况,还可以精确预报窗口时段。气象预报水平的提升为火箭发射提供了极为有利的条件。
中投顾问在《2016-2020年中国临近空间飞行器深度调研及投资前景预测报告》中指出,临近空间气象状况不如航空空间复杂,没有雷暴闪电,也没有云、雨和大气湍流现象,但横向的切变风对经过这里的火箭构成了很大威胁。虽然臭氧和紫外线的腐蚀性会对平台材料提出了很高的要求,但火箭在这一高度停留时间较短,对运载平台的影响轻微。在中国气象局推进的监测预警工程中就有瞄准航天工程对临近空间保障的需求的建设内容。目前,中国气象局空间天气监测预警中心已建成中频雷达和光学干涉仪,能够观测到30公里至120公里区间内的大气成分、大气密度、温度、风等要素。设备仪器已处于试运行阶段,同时也在为航天发射任务提供保障。这些仪器对于2013年成功保障“风云三号”气象卫星发射做出了重要的贡献。
二、灾后救援
2015年12月21日,深圳光明发生山体滑坡事,当天下午,深圳科技企业光启科学紧急调用公司自主研发的“云端”号飞艇,搭载航天级多功能高分辨率对地观测设备,配合应急版“云端”号Cloudmini,赴光明参与搜救工作。
与以往地震灾害救援采用的无人机救援手段不同的是,按照此次采集图像的飞行器的飞行高度判断,本次投入救灾的“云端”号应该划分为飞艇,低速低空,相比无人机停留时间久,救援成本也相对较低,在特定环境下的救援具备优势。业内专家称这种空间领域为“临近空间”,也就是介于低空领域与地表之间的空间范围。
此次共投入两台“云端”号Cloudmini设备参与救援,分别是光学检测设备和航天对地检测设备。其中,航天级多功能高分辨率对地观测设备,具备可见光和红外线高分辨率视频成像能力,利用热成像技术重建了整个区域的原始地理信息。
在临近空间,利用飞艇搭载图像采集设备,采用热成像技术,可以对整片灾害区域进行长时间值守,不受光线环境限制,而且可以进行热源探测,有助于及时发现生还者。根据热源来成像,监控范围大,持续时间长,在1公里半径范围内的分辨率是6厘米。
截止到2015年12月22日,救援队已经对掩埋地区绘制出一张“泥下地图”,并确定16个掩埋点,即30多栋被滑坡掩埋的建筑的具体位置。
临近空间领域目前也成为国内外巨头布局重点。目前,波音公司正在研制“太阳鹰”太阳能飞机,用于执行情报任务,谷歌、Facebook等巨头也相继巨资收购相关公司,用于广域天基互联网覆盖。相对低空领域,临近空间目前是各国争夺开发的焦点,现在还处于初期阶段。
三、近太空旅行
截止至2014年年底,全球只有400多人到过外太空。很快人们将可以实现到月球上度蜜月的梦想。目前深圳光启正在开发临近空间计划,将于2016年推出“旅行者”计划,把人送进近太空旅行。
深圳光启已经在深圳打造了一个重要的基地,被命名为“阿波罗计划”,将开放成一个临近空间的项目。该项目包括超材料、太阳能、电能、其他的电能装置、智能技术的研发等等。目前,光启研发的临近空间飞行平台,可以把不同的传感器放在这个平台上进行大数据的收集和服务的整合。该平台还可以进行人和物料的输送,能够更好地在空间失重状态之下进行更好的物料配送。这个被称为云平台的飞行平台里面,加载了许多的云技术、大数据还有互联网的服务,可以进行更好的空间数据传送。
在数据传送的同时,也可以把一些光纤的物料输送到地球上。我们可以使用无线技术去覆盖超过100公里距离的数据传送,同时我们也会把第一个云的产品,在下一个月能够在深圳面世,这将会覆盖深圳、香港,以及一些近太空的地区,并且可以超越原来的WiFi,甚至是超越WiFi。
另一个项目叫做“旅行者”。宇宙飞船可以行驶5小时往返地面与太空,其中1小时是在地面,2个小时是在太空,再一个2小时回到地面。光启透露这项技术近一两年可以面世。目前,光启与中国飞行公司和中国一些受过训练的飞行员进行合作,他们将把更多的人带到这个20到40公里的高空里。此外,光启正在进行一个相关的200公里的近太空旅行。