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给地球拍张照追气球不一定是熊孩子

发布时间:2021-01-21 03:55:26 阅读: 来源:压铸模厂家

本周,优酷不怎么光彩地火了一把。“气球少年”和他们的太空梦勾起了我的一些回忆。几乎没有一个小孩曾经不对太空产生过向往,过去的半个世纪也是人类努力挣脱地球引力圈次数最多的五十年。

同样在本周,美国国家航空航天局也要在航天飞机之后再次启程,全新一代的“猎户座”飞船将进行第一次试验飞行。在“土星”五号之后,从卡纳维拉尔角矗立的“德尔塔”4上能看到与未来的“太空发射系统”SLS带着下一批勇敢的人类登上其他星球的土地,他们将走得更远,不是月球而是火星。

成为一个宇航员实在太难,从1961年加加林至今,也大约仅有不到450人进入太空。在太空旅行变得廉价之前,亲眼看一眼地球的全景几乎完全是个梦——我之所以说“几乎”,是因为还有可能通过努力,亲手拍到地球全景的照片。

探空气球是一种成本较低,能够方便抵达准空间环境并返回的航空器。“气球”这个类型的航空器被统称为利用空气浮力的航空器。现代使用氢气或氦气填充的气象气球最高可以抵达36000米到38000米的高空,常规的空气动力飞行器难以滴抵达这个高度,而这个高度已经是地球大气平流层的中上部,已经可以看到地球的弧线。

完成高空拍摄的步骤听起来非常简单。你首先需要一个专业的气象气球,填充氢气或氮气。在气球下方安装降落伞,在上升阶段自然收紧,当气球抵达高度限制爆破,降落伞会张开让你的载荷平安抵达地面。载荷中则包含相机,GPS追踪器,加热器等等部分。

气球

一个合格的高空气球基本上本来就是供给气象部门使用的。这种气球使用天然橡胶或氯丁橡胶制成,有较大的膨胀余量。气球中可以填充氢气或者氦气,氢气更便宜,密度更低所以同样的体积升力更大。

但因为氢气化学成分较为活跃,也较容易被静电放电点燃爆炸,发生危险。而氦气更加昂贵,密度稍大,但作为惰性气体更加稳定,几乎不会发生任何危险。气象气球、气体和降落伞都不是管制物品,可以方便的买到。

气球下方一般使用尼龙绳索连接,再下方安装一顶降落伞。通常情况下,一米直径的降落伞便已足够。充气适当的气球上升速率大约为300-400米每分钟,有一段时间会通过民航飞行器的飞行器高度层。

按照国际航空法规的要求,气象气球上必须安装增大雷达反射截面的材料,比如金属薄膜外层。在我国境内放飞时,建议避开城市以及稠密人口聚居区,还有大型机场。建议资讯当地的空管部门加以确认与审核。

特别要说明一下的是,给气球充气的时候一定要遵循安全规程,尤其是氢气球。无论是氢还是或氦气,气球都要在正式飞行之前再充气,不可以提前充气。气象气球的球皮非常薄,充气时注意不能直接放在地面上,需要干净的衬垫,另外也要注意戴光滑布料的的手套,以免手上的油污影响气球的性能。

以上这些环节如果出现问题,最坏的结果就是飞行失败。但是这里要特别强调一项危险的操作:氢气球充气。如果你选用氢气球,请将球皮中的空气排空,以达到最好性能同时避免静电爆炸。请购买合格的钢瓶和减压阀,或找专业人士协助,切记不可以轻举妄动,以免酿成悲剧。千万记得,氢气是非常危险的物质。

设备载荷

载荷说的就是气球下方的吊舱中搭载的探测设备。对你来说,这些设备应该具备这几项基本功能:视频/图像记录,位置记录,位置回报等。好消息是,你现在根本不需要采购单独的这些传感器,什么温度计啦气压计啦罗盘啦什么的,现在任何一台中端智能手机都包含上述只多不少的功能。不过呢,你的气球在穿过对流层抵达平流层时会经历零下50摄氏度左右的低温,如果你使用智能手机来记录,最好为你的手机配备保暖或加热措施。

保险起见,可以使用现在很流行的运动摄像机,这些运动摄像机相比智能手机好处很突出,比如镜头较为广角,视频拍摄时间较长,有防水外壳防止结露,续航时间更加可控等等。不过最好配备数个备份,比如一个相机定时拍照,一个持续录像,以免设备失灵,让你的飞行竹篮打水。另外,作为爱好者,放飞气球的时候请尽量精简携带的电子设备,因为重量和电池都较为有限。

定位设备非常重要,如果无法范围准确的地理坐标,那么你的气球就是踏上了一趟单程航线。现在市面上有很多的成熟追踪方案,常见的GPS追踪器可以通过GSM手机网络以短信的形式发回坐标。但使用这种方案气球在空中则是完全没有办法追踪的,因为高空中没有手机信号。或者使用民用无线电发报设备,通过手台接收GPS坐标。这种方式需要较大功率的发射芯片与天线,同时较为费电,但最终较为及时。另外,要使用通过审核与备案的民用无线电接受台。

环境适应

和地面不同,三十多公里的高空不仅温度非常低,电子系统还可能遇到各种难以预料的问题。为了避免结露遮挡镜头,可以给相机加上防水外壳或外套,外套中可以加入干燥剂。为了抵抗低温,请不要使用干电池,一般电子产品使用的锂离子电池就可以适应低温环境。结合携带的电子设备,请搭配适量的电池组满足电源需求。

所需的设备最好装在一个完整的吊舱中,避免落地时摔坏或散落各处。常见的泡沫箱就是很好的材料,同时满足了密封和保温的需求。同时,可以在泡沫箱外部或内部粘贴铝箔,在保温的同时,方面最终回收时肉眼识别。

气球与吊舱之间是非刚性连接,会受到气流巨大的影响。在气球爆破,吊舱下落的过程中,翻滚也是难以避免的。所有的设备最好固定在吊舱中,可以在泡沫箱上打孔以安放相机,相机镜头可以稍微朝向下方,以拍到地球完整的图片。

放飞与回收

所有的设备都组装检查完毕后,就可以前往希望的呃放飞地点了进行放飞了。虽然对流层高空的风向无法预测,但也要尽量选择晴朗的白天,远离城市的平原地带进行放飞。气球的充气量与气球尺寸有关,尺寸越大的气球越能抵达更高的高空,上升速率更快,最终溅落的地点也就相对越远。按照经验来说,气球充气后提供的升力最好比选定的载荷的质量稍大,这样能有稳定的上升速度。

其实,气球飞行的轨迹也并非完全不能预测,剑桥大学就有一个探空气球飞行路线预测的网站:,这个网站基于对全球大气环流的分析,能够预测任意地点的气球放飞轨迹。只要在网站上选好地点,海拔,时间,同时输入气球尺寸和载荷质量,网站就能声称一条预测的飞行轨迹,并预测气球会大约在何时何处爆炸,以及最终的大致落点。同时,生成的KML文件还可以导入Google Earth软件,以三维的方式更清晰的查看。

在气球出发之后,最好的追踪方式是驾车,根据收到的坐标回报调整行驶方向。最好尽快出发,以免电池耗尽,无法获得准确位置导致目标丢失。为了方便寻找,可以在吊舱上写上“科学物资,捡到请联络XXXX”类似的信息,但请千万不要写“危险,勿动”一类,原因你懂的。另外,也请不要把自己的吊舱伪装成外星制品。

注意事项

放飞气象气球需要遵守《通用航空飞行管制条例》,使用民用无线电基地台也需要备案的无线电设备。原理城镇和人口稠密区,祝你玩的愉快。

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