米兰官网-“极目”云端，“大白鲸”飞上青藏高原—新闻—科学网

太阳徐徐西沉，远处云雾围绕的林海与雪峰逐渐被暮色吞没。还有未到中秋，刚天黑的“雪域瑞士”——西藏林芝市鲁朗镇，已经经能感触感染到渗透肌骨的冷气。汛期的鲁朗河不舍日夜，哗啦啦地穿过密林及草地，奔向下流的扎塘鲁措湖。河畔一片坦荡草地上，停驻着一个巨年夜的白色气球，引患上游人驻足围不雅。

“呵，开眼了，这气球看上去患上有4、五层楼那末高吧！”

“快看，上面写着中国科学院——必定是做科学实验的！”

“动了动了，要飞起来了？能看到这一幕，也不枉此行啦！”

晚上九点，海拔3380米的实验场旁，矮栅栏外围不雅的游人越聚越多，叽叽喳喳的群情声打破了高原沉着的秋夜。有人举起手机连连照相，有人爽性接通视频德律风，高兴地向家人直播面前的场景。

实验场内，一切井井有理。中国科学院空天信息立异研究院（如下简称空天院）正高级工程师何泽青手持对于讲机，声音沉稳：“锚停车各岗亭预备。此刻，开释主缆！”

指令一下，巨年夜的气球脱开束厄局促，向着青藏高原艰深的夜空缓缓爬升。

鲁朗河滨，“明白鲸”束装待发。冯丽妃摄

批示车内，跟着气球向上爬升，电子屏上的数字不停跃动：每一分钟上升5米、8米、10米……空天院青年工程师付强紧盯屏幕，时时发出指令：“当前高度200米，锚停车主缆速率晋升至每一分钟16米。”

栅栏外，游人眼中的白色巨球越变越小，逐渐没入200米高空的云层，终极像一颗“花生米”消散于视线中，继承向着更高处爬升。

年夜气球昵称“明白鲸”，是空天院结合中国科学院长春运用化学研究所自立研发的“纵目一号”浮空艇。该系列浮空艇包罗三个型号：体积别离为3000立方米、6000立方米及9000立方米。

“此次放飞的是此中‘个头’最小的Ⅰ型：长39米，最年夜直径20米。”何泽青向《中国科学报》先容说。

9月18日晚，渐渐升空的“明白鲸”。冯丽妃摄

升至距地面200米的“明白鲸”。冯丽妃摄

据先容，“纵目一号”系列浮空艇是由第二次青藏科考撑持设计研发，其上搭载了由中国科学院青藏高原研究所牵头，结合中国科学院安徽光学周详机械研究所、长春景学周详机械与物理研究所自立研发的3年夜类共16型不雅测载荷，总重量约200千克。经由过程多载荷协同不雅测，浮空艇实现了从“单点采样”到“立体监测”的技能超过。

“载荷舱位在浮空艇中后部，携带的载荷装备可以或许丈量水汽、黑炭、甲烷等年夜气组分，相称在把一座综合试验室搬到了云端。”何泽青说。

付强告诉记者，由于要避开白日的航班，浮空艇大都时辰只能于夜里放飞。是以，实验队的成员逐步都成为了白昼倒置的“夜猫子”，晚上轮班守夜，白日补觉。自8月下旬鲁朗实验拉开序幕以来，实验队员们已经经轮流熬了近一个月的夜。

截至9月19日，浮空艇已经累计完成30次升空飞行验证，最年夜海拔高度5940米，精准获取了年夜气组分、污染物漫衍及云三维微物理参数等要害科学数据，将为藏东南生态、降雨量及天气变化研究提供焦点数据支撑。

实验队员正于批示车内事情（左一为屈维，右一至四依次为张泰华、袁仲豪、杜晓伟、张强辉）。冯丽妃摄

于极度情况中寻求“极致”

于“世界屋脊”开展事情，要面临多重极度情况——零下30℃的极寒、每一秒25米的强风以和平均海拔4700米的低气压。让“明白鲸”于云端牢固事情，绝非易事。

空天院正高级工程师张泰华回忆，2017年浮空艇团队第一次与青藏高原开启“云端之约”，到可可西里要地本地“试水”。那时，初代浮空艇设备存于充气速率慢、艇体泄露率较年夜、装备低温机能降落等问题。

“哪里呈现问题，就解决哪里。”张泰华说，研究团队以运用为导向，对于浮空艇艇体、节制、能源、布局等体系的要害技能连续迭代优化，慢慢成立起100%国产化的自立可控技能系统。。

例如，空天院结合长春应化所打破国际技能壁垒，研发出复合艇体质料，给“明白鲸”穿上了“两重防护衣”——既能扛住高原的雨雪风沙，又能把氦气走漏率降到最低，并且年夜幅晋升了复用次数，降低了实验成本。

研究团队用时3年研发的“硬式充气口”专利技能，实现充气效率与安全双进级。“以往高压氦气充气不仅会打击艇体，影响浮空艇安全，噪音还有会毁伤操作职员听力。”张泰华说，“此刻，新技能不仅实现了充气口‘无人值守’，搭配快速充气减压装配，速率还有快了两倍多。”

试飞浮空艇。冯丽妃摄

针对于高原繁杂电磁情况，研究团队优化了供配电体系设计——经由过程增长电气间隙晋升击穿电压，解决了高海拔空气淡薄致使的绝缘机能降落问题。同时，他们还有加装了年夜气压、温度及时监测模块和舱内自动温控装配，为载荷装备穿上了“自顺应天气防护衣”，确保其于高空低温、低压的严苛情况下不变运行。

据悉，近5年来，团队缭绕浮空艇技能申请专利60余件，为“明白鲸”连续迭代立异提供了焦点常识产权支撑。而于这些冲破暗地里，是一群于极度情况中对峙“顶风功课”的科研事情者。

提起这些年的科考履历，空天院工程师屈维有很多难忘的影象。2019年于纳木错，研究团队初次开展海拔4000米以上功课，一次他们刚最先给艇体充气，狂风雪突至，队员们冒着零下20℃的寒冷功课，终极创下7003米的同类浮空器不雅测高度纪录。

2022年珠峰脚下的40天，更是一场“极限挑战”。海拔5000米的实验场，队员们住集装箱，吃自热饭，天天彻夜功课，末了创来世界纪录。“最难忘的是冲破9050米那天。”屈维回忆，“批示车屏幕上的高度数字一点点跳，到达方针高度那一刻，各人一最先都平静极了，没有一小我私家措辞，随后都忽然欢呼起来，甩失熬了一整夜的疲劳，拍手庆祝。”那次实验也让“纵目一号”入选“国之重器”。

如许的影象，对于在这支平均春秋32岁的实验队来讲还有有许多：于“人类心理极限实验场”双湖，队员们血氧最低仅60%，顶着高反头痛，对峙完成10余次有用升空；于慕士塔格冰川脚下，他们从骄阳当头的7月一只干到飘雪纷纷的9月，有用升空次数到达30余次；帕米尔高原、呼伦贝尔草原上，都留下了这群年青人追云逐电的身影。

“咱们要冲破极限，不停晋升载荷机能与测控精度，拓展运用范畴，更好地办事国度需求。”屈维说。

“纵目一号”浮空艇实验队部门成员合影。空天院供图

协同立异，炼就“空间多面手”

“浮空器实在是一种比飞机汗青更悠长的航空器，依赖内部充填密度比空气低的气体，好比氦气，孕育发生浮力。”张泰华向《中国科学报》先容说。

今朝，浮空器“家族”重要有三类：高空气球、浮空艇（或者系留气球）及飞艇。高空气球不动员力，随风自由飘飞；系留气球也不动员力，经由过程系缆与地面锚泊装配系留；飞艇则带有螺旋桨，可依赖自身动力节制飞行。

空天院研究员蔡榕指出：“浮空器也是邻近空间开发的焦点平台，其技能冲破直接动员高端制造、新质料、智能节制、空间信息运用等财产链进级。”

浮空艇依附其驻空时间长、笼罩规模广、部署矫捷、载重能力强以和操控成本低等上风，于许多运用场景中具有其他航空器不成相比的竞争力，成为空间探测的“多面手”。

例如，于呼伦贝尔草原，研究团队让浮空艇化身“生态尖兵”，交融高分辩率光谱成像与人工智能辨认技能，对于草场长势、退化区域、牲畜数目及漫衍举行精准监测；于烟台长岛的电力通讯应急练习训练中，它们组队形成5G通讯基站，于光缆中止时全程保障抢修功课职员通讯；就连远海的船舶，也能经由过程浮空艇团队研制的海内首套船基浮空艇设备和其搭载的专用通讯基站，吸收持久演进旌旗灯号（LTE），实现超数千平方千米旌旗灯号笼罩，破解“远海无旌旗灯号”的难题。

空天院副研究员尚华哲最期待的，是“明白鲸”可以之前所未有的方式窥伺云的奥秘。“与飞机穿云而过、‘走马不雅花’比拟，浮空艇可以或许实现永劫间、原位驻空不雅测，可以于云边沿及内部举行‘心电图式’的矫捷扫描，邃密捕获云内变化。”他说。

他与团队有两个方针：一是像“跟拍纪录片”同样，全程记载云从天生到降雨的历程，破解云生命周期的不雅测难题；二是摸索一个国际前沿问题——云中的粒子是怎样带电的，以和云的物理状况及电场之间有何神秘联系关系。

今朝，试验已经乐成获取了富厚的不雅测数据。尚华哲暗示，这些数据将为深切解析高原云降水历程、晋升气候预告精度提供要害支撑。

“明白鲸”腹部的水汽同位素等不雅测载荷体系。冯丽妃摄

自1977年中国科学院结构浮空器研究至今，历经数十载深耕，如今空天院牵头的浮空艇产物已经实现了从初期单一型号实验的冲破，慢慢构建起笼罩“小型—中型—年夜型—超年夜型”的全规格产物矩阵，形成为了极具竞争力的系列化产物谱系，多项要害指标达国际领先程度，形成完备自立常识产权系统。

张泰华夸大，这些结果离不开跨部分、跨机构的协同立异。经由过程采用“院内协同+院外结合”的攻关模式，不仅晋升了研发效率，更打造出一条整合资源、领悟“研发-实验-运用”全链条的立异路径。

“下一步，咱们但愿将‘明白鲸’打造成更开放的空中试验平台，接待全世界科学家前来搭载试验。”望着奔流不息的鲁朗河，张泰华眼中布满期待。