坐著氣球去“太空”

司竹

想去太空旅行，許多人既害怕票價過高，又擔(dān)心飛船的安全性?，F(xiàn)在，一個更便宜也更安全的高空旅游方式正在興起，那就是乘坐氣球去旅行。

一次冒險的體驗

在“嗖”的一聲響后，57歲的阿蘭·尤斯塔斯開始升空，他穿著227千克的加壓太空服，連接在一個巨大的氣球上。當氣球平穩(wěn)上升時，氣球形狀開始改變。起初，氣球看上去像一只柔軟的水母，然后變成一顆淚珠的形狀。最后，當尤斯塔斯接近他的目的地，距離地球表面約4.1萬千米時，他抬頭能看到黑暗的太空，低頭則能看到漂亮的地球大氣層。隨后，在一個小型爆炸裝置的作用下，他切斷了綁在身上的氣球繩索，跳向地面。在約4 分半鐘之后，尤斯塔斯打開了身上的降落傘，最后總共花了15分鐘才到達地面，整個過程都被他隨身攜帶的攝像機拍下。

這是發(fā)生在2014年10月激動人心的一幕，阿蘭·尤斯塔斯是谷歌的副總裁，當從高空降落時，尤斯塔斯的最高速度為367米/秒，幾乎超過了音速。其自由落體距離為3.8萬千米，持續(xù)了4分27秒，均打破了世界記錄。這次非常成功的氣球旅行打破了2012年奧地利人鮑姆·加特納升至約3.9萬千米高空的紀錄，也證實了單人版的平流層氣球旅行的可行性。

那么，這次氣球旅行的技術(shù)原理是什么呢？

更多的新發(fā)明

當氣球充入氣體的密度小于其周圍環(huán)境的氣體密度，且由此壓力差產(chǎn)生的靜浮力大于氣球的總重量時，氣球就可上升。

尤斯塔斯所使用的氣球充滿氦氣，氦氣的密度不到大氣密度的14%，是除了氫氣以外密度最小的氣體。然而，當氫氣與空氣或者氯氣混合后，會形成爆炸性混合物，可被火花、高溫或陽光點燃。相比之下，氦氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，通常狀態(tài)下不與其它元素或化合物結(jié)合，是非常穩(wěn)定的惰性氣體，所以可以填充飛艇、氣球。

為了支撐身穿太空服的尤斯塔斯，尤斯塔斯所搭乘的氣球裝有991立方米的氦氣，而氣球則是由聚乙烯材料制成，膜厚僅20微米左右，其抗低溫性能和抗拉伸強度卻非常好。為了防止連接氣球與尤斯塔斯的系繩打結(jié)，系繩由質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的碳纖維材料制成。

這次尤斯塔斯的旅行只是氣球平流層旅行的一個開端。幫助他策劃這次氣球旅行和制造生命維持系統(tǒng)的兩個負責(zé)人成立了世界視野體驗公司，發(fā)明了一個能載多人的高空氣球——“航行者”，旨在成為第一個將乘客帶到3萬米高空的太空旅游公司。

“航行者”直徑達到121.92米，與搭載尤斯塔斯的氣球一樣大，不過，為了搭載多名乘客，它充滿氦氣后將吊起一個重約4噸的膠囊式艙體。艙體外形像一枚橄欖球，每邊都有觀景窗口，直徑約3米，長度約6米。密封艙一次最多可載8人，包括2名飛行員和6名游客。

按照計劃，當“航行者”飛行高度到達目標高度3萬米高空后，氣球在平流層會停留約2個小時，這個時候氣球的運動很平穩(wěn)，氣球上的旅客可以在密封艙內(nèi)自由走動，自拍發(fā)朋友圈，或者舉辦一個高空雞尾酒會。

之后，駕駛員會釋放氣球的一些氣體，然后讓氣球與密封艙完全脫離。同時，在密封艙上面，將會有一個巨大的翼傘伸展開來，觀光艙開始利用翼傘下降。當觀光艙登陸地球時，還會出現(xiàn)減少沖擊力的6個安全氣囊，整個行程大約需要5～6個小時。

與世界視野體驗公司想法類似的是一家西班牙私人公司，他們也計劃用氣球載著加壓艙的方式，帶乘客去旅行。不過，這家公司提出了一個更高的高度——3.6萬米。

未來的高空旅行

比起以火箭助推器為動力的航空飛船，高空氣球的一個最誘人的好處就是氣球旅行非常便宜。以世界視野體驗公司研制的“航行者”為例，游客只需花7.5萬美元，每分鐘付費625美元就可乘坐它進入大氣層邊緣游覽一圈，而乘坐維珍銀河公司的商業(yè)亞軌道航空飛船，需要花費25萬美元，每分鐘費用高達2800美元。

之所以航空飛船的票價那么高，是因為要到達外太空，就要求航空飛船的發(fā)射初速度必須達到第一宇宙速度，這就意味著相應(yīng)的技術(shù)要求更加嚴格，比如燃料使用、發(fā)射速度等技術(shù)，隨之而來的就是更加高昂的成本。所以，普通人很難有機會搭乘航空飛船。相比較而言，高空氣球的制作成本更低廉，也就更便宜。

然而，要想氣球飛到外太空，需要浮力大于重力。在3萬米的高空，因為幾乎是真空，所以浮力幾乎是零。氣球的重力無論如何都不會為零的，所以不可能飛得更高。太空一般也是指大約距離地球表面10萬米的空間?，F(xiàn)在只有維珍銀河公司的商業(yè)亞軌道航空飛船借助火箭的動力，可以飛至近10萬米高空。

不過，雖然氣球飛不到太空，但3萬米的高空已經(jīng)是地球大氣層總高度的99%，那里實際上也是真空，你同樣可以俯瞰地球這個蔚藍的星球，而仰頭看到的則是黑漆漆的太空，所以，除了沒有失重的體驗外，景觀與坐航空飛船看到的是一樣的。

而且，乘坐航空飛船，整個過程最長不會超過兩個小時，航空飛船中的乘客也只能夠得到大約五六分鐘的失重體驗，就要開始返回地面。所以，比起風(fēng)險系數(shù)高，容易讓人腸胃不適的航空飛船旅行，坐氣球去平流層旅行，或許會是更不錯的選擇。