“普蘭”號(hào)滑翔機(jī)：大氣科考新平臺(tái)

一架旨在比其他任何有人駕駛飛行器飛得更高的滑翔機(jī)，將于本月在阿根廷上空開始其首次“征戰(zhàn)”。令“普蘭”項(xiàng)目飛行員和工程師激動(dòng)的是，它將打破世界滑翔機(jī)的最高飛行紀(jì)錄。他們甚至相信，未來的某天，“普蘭”號(hào)滑翔機(jī)能飛達(dá)接近真空的太空。

然而，對(duì)于該項(xiàng)目首席科學(xué)家伊麗莎白·奧斯汀而言，另一件令人激動(dòng)的事情是，該滑翔機(jī)將攜帶針對(duì)氣候、航空航天和平流層研究的科學(xué)儀器。這些研究無(wú)法利用其他手段完成。

“一切皆有可能。”大氣物理學(xué)、內(nèi)華達(dá)州天氣預(yù)報(bào)服務(wù)項(xiàng)目“極端天氣”創(chuàng)始人奧斯汀說。

打破滑翔機(jī)15445米的飛行紀(jì)錄

據(jù)《自然》雜志9日?qǐng)?bào)道，這架碳纖維滑翔機(jī)旨在實(shí)現(xiàn)在27000米高空持續(xù)飛行，這一高度的空氣密度相當(dāng)于海平面空氣密度的2%左右。在一系列飛行中，該滑翔機(jī)將在八月中旬開始試飛。由于天氣原因，此次它可能僅飛行到15000米—18000米的高度，但這一高度仍將打破“普蘭”此前創(chuàng)下的15445米的滑翔機(jī)飛行高度紀(jì)錄。

該滑翔機(jī)將會(huì)攜帶用于測(cè)量懸浮顆粒物和臭氧、甲烷、水蒸氣等溫室氣體濃度的科學(xué)儀器，并搜集位于大氣層最底層的對(duì)流層與平流層之間氣體與能量交換的信息。據(jù)奧斯汀介紹，今明兩年該滑翔機(jī)搜集的數(shù)據(jù)或?qū)⒂欣诂F(xiàn)有的氣候模型。現(xiàn)階段的氣候模型未能充分解釋大氣層相互作用，對(duì)平流層高度水蒸氣含量與作用具有的“可怕”的不確定性。

奧斯汀同時(shí)表示，雖然科學(xué)氣球已在更高的高度飛行，但它們必須隨風(fēng)而行，而飛行員能控制滑翔機(jī)并使其盤旋。“我們可以在想去的地方飛上幾個(gè)小時(shí)?；铏C(jī)是一個(gè)不可思議的科學(xué)平臺(tái)，因?yàn)闆]有其他方式能獲得此類數(shù)據(jù)”。

“這是一個(gè)非常激動(dòng)人心的項(xiàng)目。”美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）科學(xué)和探索部大氣動(dòng)力學(xué)專家杰貢說，基于其規(guī)劃的飛行路線，“普蘭”滑翔機(jī)或許能首次觀察極地平流層云，這是一種在極地平流層形成的獨(dú)特冰云，在極地平流層中形成，能幫助減少臭氧。

滑翔機(jī)將成為一種科學(xué)平臺(tái)

該滑翔機(jī)以具有相同彩虹色珍珠母外表的云彩命名，在冰島，“普蘭”有著“珍珠”的意思。這些云彩通常在高海拔平流層的山川氣流中形成，當(dāng)強(qiáng)氣流吹過山川的頂部被牽引著向太空的方向吹去。

1992年，NASA退休試飛員艾納·埃內(nèi)沃爾森本著制造一臺(tái)可以飛越山川氣流到達(dá)平流層的滑翔機(jī)的目的成立了“普蘭”項(xiàng)目。2006年，他和美國(guó)冒險(xiǎn)家史蒂夫·福賽特運(yùn)用修改后的常規(guī)滑翔機(jī)“普蘭1”號(hào)打破世界飛行紀(jì)錄，從而證明了他們此前的想法。

然而，第二年福賽特在一次輕型飛機(jī)事故中的意外去世使得該項(xiàng)目一直停滯不前，直至2014年6月，歐洲空客公司成為主要贊助商并提供技術(shù)支持時(shí)，“普蘭2”號(hào)才得以于去年在俄勒岡州實(shí)現(xiàn)首航并于三月份在加州內(nèi)華達(dá)山脈上空區(qū)域首次飛越了山川氣流。

它的下一次飛行將飛越阿根廷安第斯山脈的東部與南部邊緣的埃爾卡拉法特。在那里，南極的冬天，快速流動(dòng)的高空噴射氣流被稱為從對(duì)流層延伸到上層大氣層的極夜氣流，這種氣流幫助安第斯的山川氣流到達(dá)平流層。

“普蘭2”號(hào)將攜帶儀器去研究平流層山川氣流的紊流，并探索山川氣流與極地氣象之間相互作用的粒子物理學(xué)，而這些最終影響著天氣的變化。山川氣流如何侵入平流層的相關(guān)信息是非常有限的，杰貢如是說，同時(shí)我們還需要一些滑翔機(jī)測(cè)量到的與溫度、濕度以及風(fēng)力相關(guān)的詳細(xì)并且精細(xì)的數(shù)據(jù)。空客表示，“普蘭2”號(hào)將會(huì)提供它所遇到的眾多天氣現(xiàn)象的有用信息，同時(shí)其他飛機(jī)制造商也在考慮操作飛機(jī)在這些高海拔地區(qū)進(jìn)行探測(cè)。

一旦“普蘭”被充分測(cè)試，奧斯汀說，她希望獲得資金以便能夠利用滑翔機(jī)作為一種長(zhǎng)期的科學(xué)平臺(tái)，檢驗(yàn)每個(gè)小時(shí)、每個(gè)季節(jié)甚至每十年平流層的變化對(duì)天氣和氣候的影響。

       2017年飛至27000米以上高空

在未來，無(wú)人機(jī)或許可以攜帶更多的儀器，但是目前為止，有人駕駛飛行器還比較簡(jiǎn)單，可以做得更好。該項(xiàng)目首席執(zhí)行官艾德·沃諾克如是說。

“普蘭”的支持者希望，它能在2017年飛至27000米以上的高空。最終，他們打算利用另一個(gè)版本的滑翔機(jī)飛抵30000米以上高空，在那里，空氣密度幾乎同于火星表面的空氣密度。屆時(shí)，人們或許會(huì)看到擁有翅膀的飛機(jī)是如何在這顆紅色星球上飛行的。

現(xiàn)在，工程師和科學(xué)家都只希望看到滑翔機(jī)能夠飆升到安第斯山脈以上的平流層并且能夠接收數(shù)據(jù)。“飛行器的一切部件都具有實(shí)驗(yàn)性。做到萬(wàn)無(wú)一失是一個(gè)非常困難的任務(wù),實(shí)現(xiàn)安全也并非易事。”奧斯汀說。 （姜靖）