临近空间飞行平台青藏高原大气NOx原位观测实验

大气NO_x气体分析仪是中国科学院战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”“太阳风暴在临近空间环境的响应”任务的主载荷之一,是我国自主研发的原位探测临近空间大气NO_x的载荷,并已成功测量临近空间高空气球飞行路径NO、NO₂、NO_x混合比.分析仪基于可见-紫外光谱吸收法原理,用动态流导法将飞行路径上1×10³～1×10⁵Pa的自然大气压缩至8×10⁴～1×10⁵Pa,构建了长期稳定的常压工作环境,把商用氮氧化物光谱仪的适用范围从地表拓展到高空.2019和2020年夏季,中纬度青藏高原大柴旦地区开展的两次高空气球科学实验均搭载了大气NO_x气体分析仪,实现了对流层5 km到平流层30 km大气NO_x的原位测量,并获取了青藏高原上空NO、NO₂、NO_x混合比的科学探测数据.     

穿个“气球糖葫芦”

当一个吹得鼓鼓的气球和一棍尖锐的长竹签相遇，会发生什么事呢？这还用说，气球肯定会“砰”地一声爆掉。     

球载1.8m天线结构设计

1.8m天线系统能够克服系留气球纵横摇运动对天线转动的影响,使天线的波束指向相对大地坐标稳定或按预定的要求转动。对1.8m天线系统进行结构设计和仿真优化设计,已成功应用于某系留气球系统中,天线工作稳定可靠。     

高空科学气球下降过程航迹与热性能耦合分析

考虑高空科学气球动力学与热力学耦合关系,研究分析下降过程飞行航迹与内部氦气热性能.建立高空科学气球热模型和下降过程动力学模型,包括太阳辐射模型、红外辐射模型、对流换热模型等,仿真得到了某高空气球下降过程高度、速度等飞行航迹参数和氦气体积、温度等热性能参数,分析了参数变化规律与变化原因.研究结果表明,高空气球下降过程存在严重超热现象,超热状态变化导致下降速度变化,下降速度变化又导致超热状态改变;下降初始阶段氦气排放质量对下降速度、下降时间和超热状态均存在重要影响.     

浮空器在应急通信中的应用

 浮空器相对于固定翼无人机和四旋翼无人机等一些常规的飞行平台,具备续航时间长或飞行高度高的显著优点,高空超压气球和低空系留气球已经成为应急通信领域一种新的发展方向。以系留气球和高空超压气球在应急通信中的应用为例,梳理了浮空器在应急通信中的应用现状,总结了浮空器在应急通信中应用的显著优势,指出了亟待解决的关键问题,展望了未来浮空器在应急通信行业应用方向。     

系留浮空平台用光电传输系统

系留气球是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器，是军事利用价值高的浮空器。国外的系留浮空平台主要用于军事侦查系统和城市反恐系统等。随着系留浮空平台技术的日益完善，它的众多用途不断被开发利用。系留浮空平台不仅可以作为发送广播的有效空间工具，还能担负地球勘探、勘测以及天文研究等重任，还可以监测天气及环境的变化，甚至用于报告交通路况等。系留浮空平台的好处显而易见，它可以重复使用，人们通过系留缆绳能回收气球，从而可对气球进行检修，然后再放飞执行新的任务。     

代用资料揭示青藏高原的气候和环境变迁

目前，人类利用温度计、量雨器、探空气球以及空间卫星等大量现代仪器来观测和研究气候。借助于全球气候环境观测网，研究人员几乎可以得到每时每刻的各地环境变化状况。然而，人类的现代观测记录仅有近百年的历史。为了探索地球气候环境的变化规律，预测其未来发展趋势，人类还需要知道过去更早的气候环境变化情况。因此，科学家就利用一些自然的或人文的资料，通过一系列反演过程来获得早期的气候和环境信息，这些资料通常被称为气候环境变化的代用资料，如历史文献记录、冰芯、湖泊沉积、树轮等。     

人类飞行的“昨天”、“今天”和“明天”——巴黎航展掠影

1903年，飞机的诞生让人类进入飞行时代。 六年后，世界首个航展在巴黎召开。从飞行气球到航天飞机，从速度至上的“超音速”跃进到实用为先的“亚音速”回归，从狂热激进的国家竞赛到泽及大众的民航时代。     

用气球收集太阳能

太阳能是地球上随处都可以得到的一种绿色能源,因此许多国家的科学家都在发展用太阳能发电的方法。现在制约太阳能利用的主要因素之一是成本问题,太阳能电池板造价过高、发电效率低下是难以突破的瓶颈。为此,以色列科学家开发出一种可以升到几百米高空的太阳能气球,这种装置造价低廉,而发电效率更高。