“普兰”号滑翔机：大气科考新平台

科技频道来源:科技日报 2016年08月12日 09:41 A-A+
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“普兰2”号滑翔机

　　一架旨在比其他任何有人驾驶飞行器飞得更高的滑翔机，将于本月在阿根廷上空开始其首次“征战”。令“普兰”项目飞行员和工程师激动的是，它将打破世界滑翔机的最高飞行纪录。他们甚至相信，未来的某天，“普兰”号滑翔机能飞达接近真空的太空。

　　然而，对于该项目首席科学家伊丽莎白·奥斯汀而言，另一件令人激动的事情是，该滑翔机将携带针对气候、航空航天和平流层研究的科学仪器。这些研究无法利用其他手段完成。

　　“一切皆有可能。”大气物理学、内华达州天气预报服务项目“极端天气”创始人奥斯汀说。

　　打破滑翔机15445米的飞行纪录

　　据《自然》杂志9日报道，这架碳纤维滑翔机旨在实现在27000米高空持续飞行，这一高度的空气密度相当于海平面空气密度的2%左右。在一系列飞行中，该滑翔机将在八月中旬开始试飞。由于天气原因，此次它可能仅飞行到15000米—18000米的高度，但这一高度仍将打破“普兰”此前创下的15445米的滑翔机飞行高度纪录。

　　该滑翔机将会携带用于测量悬浮颗粒物和臭氧、甲烷、水蒸气等温室气体浓度的科学仪器，并搜集位于大气层最底层的对流层与平流层之间气体与能量交换的信息。据奥斯汀介绍，今明两年该滑翔机搜集的数据或将有利于现有的气候模型。现阶段的气候模型未能充分解释大气层相互作用，对平流层高度水蒸气含量与作用具有的“可怕”的不确定性。

　　奥斯汀同时表示，虽然科学气球已在更高的高度飞行，但它们必须随风而行，而飞行员能控制滑翔机并使其盘旋。“我们可以在想去的地方飞上几个小时。滑翔机是一个不可思议的科学平台，因为没有其他方式能获得此类数据”。

　　“这是一个非常激动人心的项目。”美国国家航空航天局（NASA）科学和探索部大气动力学专家杰贡说，基于其规划的飞行路线，“普兰”滑翔机或许能首次观察极地平流层云，这是一种在极地平流层形成的独特冰云，在极地平流层中形成，能帮助减少臭氧。

　　滑翔机将成为一种科学平台

　　该滑翔机以具有相同彩虹色珍珠母外表的云彩命名，在冰岛，“普兰”有着“珍珠”的意思。这些云彩通常在高海拔平流层的山川气流中形成，当强气流吹过山川的顶部被牵引着向太空的方向吹去。

　　1992年，NASA退休试飞员艾纳·埃内沃尔森本着制造一台可以飞越山川气流到达平流层的滑翔机的目的成立了“普兰”项目。2006年，他和美国冒险家史蒂夫·福赛特运用修改后的常规滑翔机“普兰1”号打破世界飞行纪录，从而证明了他们此前的想法。

　　然而，第二年福赛特在一次轻型飞机事故中的意外去世使得该项目一直停滞不前，直至2014年6月，欧洲空客公司成为主要赞助商并提供技术支持时，“普兰2”号才得以于去年在俄勒冈州实现首航并于三月份在加州内华达山脉上空区域首次飞越了山川气流。

　　它的下一次飞行将飞越阿根廷安第斯山脉的东部与南部边缘的埃尔卡拉法特。在那里，南极的冬天，快速流动的高空喷射气流被称为从对流层延伸到上层大气层的极夜气流，这种气流帮助安第斯的山川气流到达平流层。

　　“普兰2”号将携带仪器去研究平流层山川气流的紊流，并探索山川气流与极地气象之间相互作用的粒子物理学，而这些最终影响着天气的变化。山川气流如何侵入平流层的相关信息是非常有限的，杰贡如是说，同时我们还需要一些滑翔机测量到的与温度、湿度以及风力相关的详细并且精细的数据。空客表示，“普兰2”号将会提供它所遇到的众多天气现象的有用信息，同时其他飞机制造商也在考虑操作飞机在这些高海拔地区进行探测。

　　一旦“普兰”被充分测试，奥斯汀说，她希望获得资金以便能够利用滑翔机作为一种长期的科学平台，检验每个小时、每个季节甚至每十年平流层的变化对天气和气候的影响。

　　2017年飞至27000米以上高空

　　在未来，无人机或许可以携带更多的仪器，但是目前为止，有人驾驶飞行器还比较简单，可以做得更好。该项目首席执行官艾德·沃诺克如是说。

　　“普兰”的支持者希望，它能在2017年飞至27000米以上的高空。最终，他们打算利用另一个版本的滑翔机飞抵30000米以上高空，在那里，空气密度几乎同于火星表面的空气密度。届时，人们或许会看到拥有翅膀的飞机是如何在这颗红色星球上飞行的。

　　现在，工程师和科学家都只希望看到滑翔机能够飙升到安第斯山脉以上的平流层并且能够接收数据。“飞行器的一切部件都具有实验性。做到万无一失是一个非常困难的任务,实现安全也并非易事。”奥斯汀说。