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2018太阳能飞机要飞到太空边缘

2017-05-05李忠东

科学大众(中学) 2017年4期
关键词:太空飞行飞行器瑞士

李忠东

世界最大太阳能飞机“阳光动力2号”完成人类首次太阳能环球飞行的壮举,证明了利用可再生能源飞天的梦想是完全可行的。

日前,“阳光动力2号”所属的瑞士太阳能飞机公司宣布了更宏伟的目标:利用太阳能帮助飞机飞到太空边缘,抵达8万多英尺(约为2.4万米)的海拔高度,以展示可再生能源的潜力,以及探索人类使用太阳能技术飞到如此高度的可能性。

太阳能帮助飞机抵达太空边缘

执行首次太空飞行的这架Solar Stratos太阳能飞机由PC-Aero制造,太阳能系统则由瑞士电子与微科技中心开发。它长8.5米,供2人乘坐,配备32千瓦电动引擎和20千瓦·时锂电池,续航时间超过24小时。该公司宣称,这架飞机是世界上首架可投入商用的双座太阳能飞机。如果计划顺利,它也将成为首架飞入同温层的太阳能飞机。

根据瑞士太阳能飞机公司公布的计划,这架太阳能飞机将在2018年进行首次5小时的太空飞行。它需要花费大概 2 小时升上太空,在目标高度“闲游” 15分钟,随后返回地面,下降过程需要 3 小时左右。在这样的高度上,飞行员能欣赏到地球表面优美的弧线,还能看到一天开始的曙光,在白天目睹满天星辰的壮观景象。

“驾驶太阳能飞机飞得越高,越能体现出可再生能源的价值。在此次太空飞行完成后,将使太阳能飞机商业化成为可能。”瑞士太阳能飞机公司研发团队在网站上表示,“近100年来,人类都是靠大量化石能源来推动飞行器到达同温层的。此次任务将是对人类自身和技术能力的双重挑战,可为人类利用可再生能源旅行铺平道路,我们将成为人类利用太阳能探索太空的先锋。”

实际上,这个以太阳能为动力来源的飞行器项目在两年前就已经启动。瑞士冒险家拉斐爾·多米扬将担任本次飞行任务的驾驶员,他同时也是瑞士太阳能飞机公司的创始人。2014年 12月20日,他在瑞士举行记者会时表示,已募集到来自于洛桑联邦理工学院等多个机构的资金。根据估算,负责打造太阳能飞行器的太阳平流计划,约需910万美元(约合6 261万人民币)。

他曾驾驶全太阳能动力船环球旅行

在执行这个飞行器项目以前,多米扬已经驾驶世界上最大的全太阳能动力船“图兰星球太阳”号成功完成了环球旅行。2010年9月27日,他从摩纳哥起航,途中到访了美国迈阿密、太平洋加拉帕戈斯群岛、中国香港等地,在2012年5月结束了旅行,历时584天,航行37 286英里(约为60 006千米),创造了4项吉尼斯世界纪录。

耗资1 250万欧元(约合9 122.5万人民币)建造的“图兰星球太阳”号,是目前世界上最大的全太阳能动力双体船,甲板上铺设了537平方米的太阳能电池板,为船体两侧配备的4个电动马达提供能量。船上同时配有6个巨型充电锂电池,从而保证该船可以在没有日照的情况下继续航行。船体长31米,可容纳40名乘客。根据其船身大小来看,电池板提供的能量可使该船最大速度达到每小时14海里(25.9千米)。

对人类和科技的挑战

这位瑞士冒险家不无幽默地对媒体比喻道,以太阳能为动力来源的飞行器项目是“在翅膀没有被熔化的前提下,重温伊卡洛斯的梦”。

在希腊神话中,雅典城的知名工匠代达罗斯曾为克里特岛国王弥诺斯建造迷宫,以囚禁弥诺斯的半人半兽的儿子弥诺陶洛斯。代达罗斯巧妙地建造迷宫后,弥诺斯担心迷宫秘密泄露,准备将代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯关起来。早有戒备的代达罗斯利用蜡和羽毛,制造了两副羽翼,要和儿子逃离克里特岛。两人起飞后,伊卡洛斯一时兴奋不已,飞得太高了,双翼遭阳光熔化,结果跌落水中丧生。

多米扬不必担心他驾驶的太阳能飞机双翼被阳光熔化,但是他会遇到其他的危险。这架太阳能飞机仅重140千克,太阳能电池板的总长度达22米,可以覆盖在双侧机翼表面,随时为锂电池充电。为了“瘦身”,它没有进行密封加压处理,因此飞行员必须穿着通过太阳能供能的宇航服。在整个飞行过程中,飞机和飞行员都必须经受严寒(-70℃的低温)和极低气压(仅为在地面的 5%)的严峻考验。更让人担心的是,由于要求机身轻薄,因此飞机上不会装备紧急弹射求生系统,这让测试飞行充满变数。

但是,多米扬充满信心地说:“该项任务将为可再生能源旅行铺平道路,使私人乘客或科学家能够获得独一无二的旅行体验。”他聘请了美国第6位踏上月球表面的航天员艾德加·米契尔、波兰首位航天员米罗斯拉夫·赫马泽斯基以及国际太空站的卸任指挥官迈克尔 ·洛佩斯-阿勒格力亚等人担任顾问,解答测试过程中遇到的问题,并且提出建议。

2016年12月7日,太阳能飞机公司在瑞士帕耶讷正式公开了Solar Stratos太阳能飞机及其机库,该机库已于2016年11月完工,作为运营基地使用,进行飞机维护和测试等工作。

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