浮空器之最系列:世界最大气球—"大白"(BIG60)

大白(就这么任性的叫他大白吧)体积达到6000万立方英尺(170万立方米,这也是BIG60的由来),是迄今为止成功发射的最大气球,

如果把球体摊开,足足有一个足球场那么大。最早的发射是在2002年进行的,2018年的8月17日大白又进行了第二次飞行试验。先翻出一篇老老报道介绍下大白的第一次飞行试验。

《Touch down ! NASA又创历史记录!!》

2002年8月25日,美国宇航局(NASA)的一个超大型高空气球从加拿大马尼托巴省西北部一个名叫林恩湖(Lynn Lake)的金矿小镇附近缓缓升起,开始了前往太空边缘的旅程。实际的飘飞高度达到了161,000英尺(49公里),飘飞了8小时左右。NASA最大的标准气球约为4000万立方英尺(113万立方米),飘飞高度约为130,000英尺(39.6公里),是用普通三明治包装膜那么薄的聚乙烯材料构成。WFF(Wallops Flight Facility)的气球项目负责人SteveSmith说这次的气球体积比NASA的标准气球设计高出50%,创造了新的世界纪录,而且有可能帮助建立一个研究紫外线和X射线的新科学平台。NSBF(National ScientificBalloon Facility)现场管理人员DannyBall说这次实验的成功也演示了高空气球可以在搭载重型载荷的情况下达到极端高度,希望可以吸引其他有高海拔科学探测需求的载荷。

BIG60搭载了一个叫做LEE(不是牛仔裤!)的载荷(低能电子Low Energy Electrons),进行了太阳与日光层相关的实验。这次的载荷由纽瓦克特拉华大学的Paul Evenson博士提供,重量大约1500磅(690公斤)。此次飞行实验是第六次基于气球观测宇宙电子的实验,一般都是搭载LEE和AESOP(反电子亚轨道有效载荷Anti- Electron Sub Orbital Payload),AESOP是由特拉华大学巴托尔研究所的John Clem博士提供的。有意思的是一开始AESOP是由NASA支持的,现在转由NSF(美国国家科学基金会NationalScience Foundation)支持,而LEE最初是NSF研发并进行飞行实验的,现在由NASA负责飞行试验。

大白还是很厉害的吧,不过这么大体积的气球可不是那么好玩的,直到2018年,大白才进行了第二次飞行,我们来看看大白的第二次飞行有是怎样的。

“足球场大小的科学气球飞成了!!!”

2018年8月17日,BIG60在新墨西哥的FortSumner进行了一次飞行试验,随后的 8月25日进行了第二次飞行试验。8月17日的飞行达到了159,000英尺(约48.5公里)的平飞高度,平飞时间达到了8小时,顺利完成了主有效载荷与三个搭载载荷的测试。

BIG60是NASA有史以来最大的零压气球,所有球皮材料散布地面的话足足有20英亩(大约81000平米)的土地。体积的增加以为这BIG60可以比其他零压气球多升高5英里(这可相当于20座帝国大厦的高度)。而且BIG60的球皮材料也更薄,大概是其他气球的一半左右,还没有一个保鲜袋厚(保鲜膜大概6微米厚度吧)呢。球皮材料首先要在WFF气球研究与开发实验室进行的一轮质量控制测试,虽然实际环境温度大约-60℃,但实验室的耐低温测试是要做到-90℃的。BIG60的设计还在测试阶段,所以吊舱内主要是平台设备,包括跟踪、视频和遥测设备,搭载了一些试验载荷,总载荷重量大概1,650磅(大约750kg)。WFF气球研究与开发实验室的技术专家Sarah Fischer说BIG60的载荷是可以提升到一辆普通汽车的重量的,还能再搭载一部分小实验,“就好像我的车上还有3个鞋盒大小的储物箱。”这次包括的三个搭载试验分别是两个NASA的大学生仪器计划载荷测试和亚利桑那大学的新型星际卫星天线测试。

这次测试飞行证明了Big 60的整体设计和执行科学任务的能力,但未来的测试飞行将更进一步,也允许研究人员测试新仪器。而为了达到创纪录的飞行高度,BIG60(6000万立方英尺)的重量相比4000万立方英尺标准零压球只增加了1/4。虽然载重没有那么大,但是高度的提升却带来了更广阔的可能性。

(NASA科学气球小课堂)

NASA太空科学办公室的科学气球计划是由都是WFF负责的,一年大概有10到15次试验。具体发放是由新墨西哥州立大学物理科学实验室管理的NSBF负责(敲黑板!!NSBF后来改名叫CSBF了,有木有很熟悉,为了纪念失事得的哥伦比亚号航天飞机,由国家科学气球中心改名为哥伦比亚科学气球中心)。球体设计和生产是由Raven Industries, Inc.和Sioux Falls, S.D.完成的。2002年的球体是在Sulphur Springs的工厂完成生产的。Fort Sumner是WFF的考试基地,所有要在南极洲进行长航时飞行的都要现在Fort Sumner进行飞行测试。

NASA科学气球任务小汇总:

·超高压气球仪器飞行试验(SuperPressure Balloon Instrumentation Flight Test,SIFT):超压气球开发技术的仪器测试,还可搭载3个小型试验

·高海拔学生平台(High-AltitudeStudent Platform,HASP):为全国各高校学生设计和研制的实验提供测试平台

·喷气推进实验室远程测试:通过测量40多种不同化合物的存在来研究高层大气的成分,还可搭载2个小型试验

·星系间弱红移信号科学气球(Faint Intergalactic Redshifted Emission Balloon,FIREBALL):搜寻系外介质,流入星系际介质中的原始气体和来自超新星和其他高能事件的流出的富金属气体。

·初始膨胀极化探测器(PrimordialInflation Polarization Explorer,PIPER):望远镜冷却到接近绝对零度,测量宇宙微波背景的极化,以寻找宇宙早期膨胀期间产生的原始重力波

·球载低温望远镜测试台(Balloon-borneCryogenic Telescope Testbed,BOBCAT):与地面或空中设施相比,开发出可将远红外探测灵敏度提高100,000倍的技术

(0)

相关推荐