空中基站

再次尝试:用于通信的平流层飞艇

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计划很熟悉:将天线停放在平流层高处,然后将信号中继到下方设备并从下方设备接收信号。这种机载收发器可以比基于卫星的替代方案更便宜地用无线覆盖城市区域,同时避免在地面上建造大量桅杆安装的基站。过去,人们曾提出各种遥控飞机、气球和飞艇来保持天线在高空数月之久,但很少有成功升空的,也没有任何一个商业运营。

然而,此前的失败并没有让最新的竞争者望而却步。今年春天,总部位于亚特兰大的 Wi-Fi 提供商 Sanswire Networks 的工程师计划测试一种高科技飞艇的原型,他们声称该飞艇可以在长达 18 个月的时间内为主要大都市区提供移动通信服务。公司董事长迈克尔·K·莫伦说:“它就像天空中的一艘大型浮筒船。” 如果这个概念被证明是成功的,那么成队的鲸鱼形“平流层卫星”(Stratellites)将飞行到 20 公里的高空,那里的空气非常稀薄,太阳能电动马达可以将价值超过 1000 万美元的飞艇保持在地球静止的“轨道”上。

多伦多大学的航空航天工程师詹姆斯·D·德劳里尔指出,除了标准的财务和政治困难外,这些项目还面临着巨大的技术困难。德劳里尔曾参与 20 世纪 80 年代后期一项使用微波束供电的无人机飞行计划,他解释说,“20 公里以上的区域并不是曾经认为的理想的香格里拉”。他指出,尽管平流层空气稀薄,但风压仍然很大,并补充说,“该区域充满了臭氧、紫外线甚至原子氧,所有这些都会随着时间的推移而降解材料。” 氦气管理是另一个问题:用于减少重量的薄外包袋对氦分子来说“看起来像 95 号高速公路”,氦分子会直接穿透它,德劳里尔说。“因此,您必须有一种方法来补充损失的升力气体。”


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为了克服这些障碍,Sanswire 与轻于空气技术专家弗农·柯尼格合作,他为早先一项资金不足的项目设计了一艘飞艇。名为 Sanswire 1 的三分之一比例原型将依靠轻量级的防弹级聚乙烯纤维外壳,并在上表面安装数千平方米的光伏薄膜。一旦建造者安装了发动机、高空螺旋桨和三重冗余的计算机制导系统,飞行测试将在加利福尼亚州的一个美国空军基地上方进行。

全尺寸的平流层卫星几乎有一个足球场那么大。它将主要使用氦气来承载 1.5 吨的有效载荷,并使用氮气来维持其外壳的形状,随着飞行器的上升和下降。内部约 37,000 立方米的氦气在飞船到达巡航高度时将膨胀近 17 倍。商用飞艇很可能会包含一种制造升力气体的技术,也许是氢气,以替代损失的氦气。

莫伦说,空气动力升力体形状意味着飞艇将能够在动力下“飞行”,操纵其向上移动,而不仅仅是简单地漂浮得更高。据推测,这种方法将使飞艇能够绕过急流并保持其位置。

就像早期类似的努力一样,这一切听起来都很有希望。但问题仍然是,这个想法是否真的会成功。

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