「流浪氣球」點解好過衛星飛機?中國專家拆解為何押重注

國情動向 13:27 2023/02/14

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「流浪氣球」點解好過衛星飛機?中國專家拆解為何押重注

中美就「流浪氣球」繼續較勁,互相接摘入侵領空;美軍戰機連日擊落UFO,高空氣球飛行的太空邊緣區域「臨近空間」(Near Space)漸漸進入公眾視野。高空氣球、飛艇等臨近空間飛行器,比飛機和人造衛星有不少優勢,但技術難度其實也一點都不低。與此同時,臨近空間目前在國際間可謂是一處灰色地帶,因此有能力的國家都在押注研發「流浪氣球」,爭取技術突破並掌握話語權。

臨近空間一直受到大家忽略,甚至軍隊傳統防空理念,也要不就是抵禦從天空來的飛機,或從大氣層外返回的彈道導彈。但各國近年其實都在悄悄摸索如何利用臨近空間。

新華社2021年一條視頻中,內地國防科技大學專家程皖民就此詳細解釋,下文以他所講為基礎,配合近日新聞和其他額外資料加以補充。

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  • 甚麼是臨近空間?

這是介乎太空與一般飛機活動的空域。「臨近空間」意思就是接近太空(「太空」在內地亦稱「空間」),高度介乎海拔2萬米(約6.6萬尺)至10萬米(100公里)。

作為對比,民航客機巡航高度一般僅在3萬至4萬尺(約9000至1.2萬米),高性能戰鬥機升限亦大概只有6萬多尺。而100公里則是國際公認的太空分界線,稱為卡門線(Kármán Line)。

  • 臨近空間有何特點?

目前研究的臨近空間集中在大氣層平流層這區域。平流層最低由海拔10公里(1萬米,與客機巡航高度重疊)左右開始,伸延至50至60公里(5至6萬米),特點是

(1)空氣很稀薄,所有航空發動機在海拔30公里左右開始停止工作;
(2)空氣不對流,氣流較平穩;
(3)溫差非常大,日夜相差可達攝氏100度。

  • 臨近空間飛行器有哪些?

主要分兩類。第一種是高超音速飛行器,這目前主要以導彈形式作軍事用途,例如中國東風-17、俄羅斯匕首導彈,美國也正在試驗中。

第二類則是低速的浮空器,英語稱為lighter-than-air aircraft,輕於空氣的航空器,也就是飛艇,或一般常說的氣球。

  • 浮空器有何技術難點?

(1)抗壓要求高。浮空器要由一般氣壓的地面,升至空氣非常稀薄的對流層,並面對大幅溫差,因此氣球球身抗壓強度要求非常高。

(2)防泄能力強。浮空器多數使用氦氣,氦原子是僅次氫的第二小原子,很容易泄漏。程皖民指出,目前採用的材料,還解決不了氣體泄露問題,限制了浮空器飛行時間。

(3)控制難度高。平流層沒有對流效應,加上風速高,飛行器很難控制。浮空器一般以調節高度來尋找合適風向協助飛行,若有自身動力,亦要依賴太陽能供電,因此需要高轉換效率的太陽能板。

(4)回收難度高。浮空器像氣球一樣,要返回地面,需要釋放氣體,但釋放氣體時方向很難控制。

  • 那為甚麼要研究浮空器?

相比衛星,浮空器可長時間追蹤地面某個點,並距離地面較近,觀察得更清楚。

相比飛機,浮空器所在的平流層天氣更穩定,也毋須不斷消耗燃料盤旋。

浮空器的成本也更低,適合大量生產和部署,用途包括通信中繼、氣象觀測、對地觀察等,涵蓋軍用和民用範疇。

此外,臨近空間目前屬於灰色地帶。領空的概念並不適用於太空的衛星,而浮空器飛得高於一般飛機攔截高度。

現時國際法亦無確切訂明一國領空高度止於何處,聯合國《外太空條約》只規定太空(國際定義海拔100公里以上)不屬任何國家主權範圍。

因此,有能力的國家,如中國、美國、俄羅斯、以色列或一些歐洲國家,都正積極研究「流浪氣球」,加大力度爭取突破。

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責任編輯:連兆鋒

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