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科技小故事
那些飞上天的气球们
  作为中国最早的气球,孔明灯可谓大名鼎鼎,但探索天空的梦想不分国界,飞上天的气球凝结着全人类的智慧。
  1782年,法国阿尔代什省的孟格菲兄弟决定制造一个12米直径的气球,该气球重量225公斤、体积800立方米,并用热气令其上升。第二年,气球被释放,升到高空并到达400米左右的高度。1783年,两位法国人驾驶由孟格菲兄弟发明的热气球,从巴黎西部的布洛涅林园起飞,在空中持续了25分钟,最后降落在巴黎意大利广场附近。第二年,孟格菲兄弟的热气球就能飞到3000米。
  19世纪末,随着具有良好伸张率的膨胀性橡胶气球的制成,进一步增加了气球高空探测的范围。20世纪60年代,大型非膨胀性的薄膜塑料气球应用广泛,世界上一些发达国家开始大规模发展高空气球技术。在大气和空间科学研究中,气球开始和火箭、人造卫星等飞行器并驾齐驱。
  1978年,一只巨大的银色气球缓缓降落在法国西北小镇米雷附近。气球的下方吊着一个红黄相间、色彩鲜艳的吊舱。历经6天6夜的飞行,这只名为“双鹰二号”的气球一路从美国缅因州海岸,飞越大西洋,抵达濒临英吉利海峡的诺曼底,第一次实现了飞行家们“乘气球飞渡大西洋”的梦想。
  在此后的30多年里,飞行气球发展飞速。2015年,一只同样命名为“双鹰”号的氦气球再次成功飞越太平洋,并创下气球航行飞行距离最长、持续时间最久两项世界纪录。
  “飘”洋过海,仅是气球发展史中的一个注脚。后来,气球们成为大气和空间科学研究中不可或缺的一员,气象气球就是其一。
  气象气球大致可以分为探空气球、系留气球、定高气球、平流层气球等。探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空,以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测;系留气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球,升空高度2000米以下,主要应用于大气边界层探测;定高气球是一种保持在近似固定高度上随风漂流、用于大气探测的气球,是人类研究对流层的重要工具;平流层气球是升至平流层高度进行探测的大型气象气球,主要用于科学试验研究,采用现代定位跟踪遥控遥测等技术,其所携带的仪器能够在指定地区里回收。
  飞艇也是浮空器的一种,根据工作原理的不同,浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等,其中飞艇和系留气球是军民利用价值最高的浮空器。
  气球与飞艇二者最大的区别是,飞艇具有推进和控制飞行状态的装置。大型民用飞艇可用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等。1957年,美国一艘ZPG-2型软式飞艇在不加燃料的情况下,创造了连续飞行264.2小时的世界纪录。
  在现代社会中,飞艇和气球都被应用到高能物理、天文、空间物理乃至互联网等各个领域。谷歌X实验室推出的“互联网气球”项目Project Loon曾在全球引起轰动。其所使用的高空气球内置太阳能电池板、GPS定位设备、无线电收发器、环境检测器等设备,在2017年的秘鲁洪灾与袭击波多黎各的飓风等环境灾难中,为数以千万计的用户提供了互联网接入服务。
  除用于科研探索外,气球在历史上也被用于军事。军用气球除了在侦察、监视、通信、中继、运输等方面发挥作用外,也被用于火箭发射、无人机群投送等方面的研究中。未来,气球还将为人类社会发展提供更多的可能和改变,这将是一件值得期待的事。

(张睿)


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