巨大的监视气球潜伏在太空边缘

在12月某个忙碌的早晨，在美国图森太空港，一小队穿着反光背心的技术人员在混凝土铺成的平流层气球专用发射台上忙碌着。在附近，一个像汽车大小的白色金属三脚架被拴在24块太阳能电池板和数百英尺长的透明塑料薄膜上。

这种装置被称为“stratollite”，寓意“平流层卫星”，由一家名为“World View”的公司运营。这是一个经过精心设计的监视设备，配备了一整套灵敏传感器和摄像头，可以从太空边缘观测到站在地面上的人。stratollite依靠两个气球飞行，一个气球充满氦气以提供升力，另一个气球充满压缩空气以调节高度。当这个装置到达海拔约14英里（22.53km）的极限高度时，氦气球将变得足够大，足以包围一个足球场。但在它未完全膨胀状态下，多余的大面积球膜让人想起响尾蛇蜕皮的样子。

大部分机组人员从凌晨2点开始就在图森太空港现场为今年第十二次也是最后一次发射任务做准备。一切看起来都很好：太阳和一轮昏黄的凸月在一片几乎无云的天空中，一个拴在垫子附近的浮空器（测风球）探测着风速。在太空边缘逗留一个半月，你很难要求更好的条件来发射这颗重达千磅(450kg)的气球。任务控制中心下达了开始充气的命令，这个过程只需要些许时间，但所用的氦气足以填满100多万个派对气球。

一旦stratollite上升到它的极限高度，它就会连续数周在天空飘荡，在美国西南部上空形成类似意大利面的轨迹图案。stratollite中的一个冷凝器吸收着高层大气中稀薄的空气，并将其泵入下面的“空气超压”气球。加压空气比氦气密度大，所以超压气球起着调节重量的作用。为了降低stratollite的高度，需要增加压力，反之亦然。

因为stratollite受大气风的支配，所以高度调节功能对航行至关重要。风的运动方向不同，速度也不同，这取决于高度，所以stratollite可以通过向上或向下漂移来控制高度。在任何一天，stratollite的飞行高度可能会根据风的模式变化多达25000英尺（7620m）。

2012年，由Taber MacCallum和JanePoynter创立，World View公司最初瞄准给人类提供到平流层旅行的平台。考虑到历史上只有极少数人驾驶过平流层气球，并能够活着讲述他们的故事。这是一个雄心勃勃的目标，但该公司有着一定的技术积累来实现它。2014年，MacCallum和Poynter共同完成了一项任务，让谷歌高管艾伦·尤斯塔斯（Alan Eustace）进行了一次创纪录的太空跳伞之旅，飞行高度为136000英尺（41.45km），悬挂在一个平流层气球下。

但目前还不清楚是否有足够的需求将人类运送到平流层。因此，今年2月，World View公司聘请了无人机公司Insitu的前总裁兼首席执行官瑞安·哈特曼（Ryan Hartman）将该公司重组为一个数据服务平台。这个想法是利用持久驻空的平流层气球收集地球的高分辨率图像，并将这些数据出售给政府和企业。

鉴于他在无人机领域的背景，哈特曼对地面监视服务的概念非常熟悉。他说，World View的目标是填补像无人机和卫星这样的常规技术无法满足的市场缺口，这些技术涉及图像质量、图像覆盖的区域和图像收集的频率等方面的权衡。平流层气球有望廉价收集到地球上任何地方的高分辨率图像。使用现成的成像硬件系统，World View可以从75000英尺（22.86km）高度拍摄15厘米分辨率的照片，若定制性能更优相机，很快就能实现5厘米分辨率。

根据哈特曼的说法，World View公司的系统足够可靠，可以判断地面上的人是“拿着铲子还是持枪”。一点儿也不惊讶，这使得World View公司成功吸引了美国国防部的关注，哈特曼说，明年开始销售数据时，美国国防部将是该公司的首批客户之一。他说，该公司还引起了能源部门的兴趣，能源部门有计划利用图像数据来监测其油气井、输电线路和其他关键装备。

哈特曼意识到并不是每个人都会喜欢用天空中的气球来监视的想法，但他坚信World View公司的系统将被负责任合理地使用。他说：“这不会是一个用于“老大哥”（指控制人们思想行为的虚伪强权体）类型应用程序的解决方案。”。

例如，他说公司不会让客户“在城市上空驻空一个气球，然后打开相机快门，尽情玩耍”，尽管他说“会有很多人对这种晒网式监视感兴趣”。相反，哈特曼说，他更愿意听取对大气研究或气候科学感兴趣的客户的意见，他认为这是stratollite最有前途的应用之一。World View公司收集了每一次飞行的大量大气数据，该公司正在使用它来建造哈特曼声称的最准确的平流层大气风场模型。

在未来，哈特曼设想了一个由stratollite组成的全球星座，它们相互通信，形成平流层网络链，实时覆盖地球大部分表面。该公司还正在研发其他数据采集设备，如合成孔径雷达，它可以生成物体表面的三维图像。

平流层气球星座的想法并不是什么新鲜事。美国军方在90年代就推出了这个概念，但技术还没有成熟到可以实现的程度。World View公司12月的发放标志着该公司首次在空中一次发射了多个气球，哪怕只有几天。当你读到这篇文章的时候，它的另一颗stratollite气球在平流层中飞行了近7周后，将在一个可操纵的降落伞拖曳下安全返回地面。

世界观并不是唯一一家在太空边缘挖掘数据的公司。2016年，应用数学家Rema Matevosyan与人共同创建了“临近空间实验室 (Near Space Labs)”，该实验室也从平流层上部收集来地面高分辨率图像。该公司最近开始在奥斯汀和费城上空的高空飞行中测试其名为“雨燕”的观测平台。“雨燕”比World View的平流层气球更小更轻，到目前为止只在高空停留了几天，这是由它们的能源造成的限制。每个“雨燕”都配备了一个30厘米分辨率的可操控成像设备，但Matevosyan说，该公司的下一代相机将拍摄10厘米分辨率的图像。

“我们正在构建一个高频、高分辨率的数据集，以前从未存在过，”Matevosyan说，暗指该公司的新API允许任何人访问其图像数据。“这是一种全新的遥感方法。”

World View和“临近空间实验室”都寄望于世界对数据的永不满足的需求，以保持其公司的地位。但考虑到他们在高空监视方面的新进展，两家都无法确定市场到底有多大，也无法确定他们的气球平台下一步可能会被用来做什么。

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