气球缔造新传奇

2020-02-04顾逸东

顾逸东

气球是利用浮力原理升空的飞行器，很早就出现了。中国古代的孔明灯是热气球的早期雏形。人们用松脂等燃料维持灯笼内空气的较高温度和较低密度，从而产生浮力，因此，孔明灯常被用于节庆活动和传递军事信号。

1783年9月，作为造纸工匠的法国蒙特哥菲尔兄弟在凡尔赛宫广场向王室和公众演示了热气球飞行，两个月后又完成了人类首次载人飞行。因此，法国被认为是气球的故乡。

后来，用浮力大的氢气作为浮升气体，用橡胶织物做气囊的气球、飞艇等发展起来，并在军事、运输、科研中广泛应用。再后来，由于著名的齐柏林越洋客运飞艇出了事故，飞艇从此衰落。而热气球延续至今，成为一项运动和娱乐项目。

气球早期与科学结缘的著名事例，是奥地利物理学家赫斯用气球发现宇宙线的实验。

1911年至1912年，赫斯携带沃尔夫型金箔验电器乘坐氢气球进行了7次飞行实验，发现海拔越高的地方，空气电离越严重。因此，他判断空气电离可能是来自宇宙辐射。1914年，德国物理学家柯尔霍斯特将气球升至9300米，测得空气电离是地面的9倍，确认了赫斯的结果。

第二次世界大战之后，由于高分子材料等技术的进步，气球开始采用轻薄、耐低温和廉价的聚乙烯薄膜制造，球膜重量从每平方米300克降低到约20克，这是一个巨大的进步。这样的话，气球飞行的高度更高了，携带的东西更多了。

气球的高度和载重对科学研究非常重要。现代气球能够载荷数百公斤至数吨，飞到30～45千米，或者更高。这些气球可以用于红外线、宇宙线和微波背景观测，大气和地球环境等科学研究以及空间仪器和空间技术试验。

随着技术的进步，科学气球已经发展为成熟的高空和空间研究工具。很多国家的空间机构都有科学气球设施，气球科学活动持续不断，取得显著成就。

美国、俄罗斯、日本、法国等国还开展了火星、金星、木星、土卫六泰坦等太阳系天体气球探测和火星大气飞机等技术研究，在地球大气中开展了一系列模拟试验。

20世纪90年代初，中苏气球合作期间，苏联列别捷夫物理所的科学家提出，苏-法合作“火星96”计划拟用夜间着陆、白天升空的气球大范围探测火星风场和地表物质成分，需要在地球高空模拟火星气球从容器中展开的实验，希望中方提供60万立方米气球。后来，中国提供了气球，苏联用氢气设备交换达成了两国合作。

包括气球球体、发放系统和基地设施，以及视距或卫星中继测控数传系统，气球吊舱能源、定位、姿控、浮力控制、电子学和数据管理系统，飞行安全管理系統，吊舱回收降落伞等系统，以及搜寻回收和运输等设施。