【儀表網(wǎng) 發(fā)明科技控】倫敦時間12月28日21:16，美國宇航局（NASA）工作人員在南極麥克默多站附近充氣并釋放了一枚532000立方米的航空氣球。這是“超壓”設(shè)計有史以來大的一項測試，該設(shè)計使得氣球能夠比傳統(tǒng)的科學氣球在空中停留更久的時間。
據(jù)科學家預測，該氣球飛行時間將找過100天。在空中停留的時間越久意味著越多的科研成果。據(jù)介紹，新的超壓氣球攜帶了一個γ射線望遠鏡，旨在尋找宇宙中流動的高能光子。它被稱為康普頓分光儀與成像儀（COSI），能夠探測這些太空中的γ射線來自于哪里，從而有助于闡釋各種天文學謎團。
科學家提出用氣球來研究黑洞的想法是因為使用火箭發(fā)射望遠鏡成本較高，如果使用高空氦氣球就可以壓低成本，但是觀測效果可能不及軌道望遠鏡。該項目負責人、加利福尼亞大學伯克利分校天體物理學家StevenBoggs表示，COSI是個從一開始便設(shè)計用來使用NASA的超壓技術(shù)的有效科學載荷。其前身利用液氮進行冷卻，這意味著這種冷卻方式不到10天就會失效。而COSI攜帶了一個機械冷卻器，因此沒有“液氮耗盡”的那一天。
COSI在一天的時間里能夠掃描約50%的“頭頂”的天空。它的一個主要任務便是測量來自γ射線暴、黑洞、脈沖星及其他宇宙現(xiàn)象的γ射線流的極化狀況。氣球飛行的時間越長，它能夠搜集的數(shù)據(jù)便越多。Boggs說：“這項研究的關(guān)鍵便是氣球飛行的時間。”
NASA一直在推進其氣球計劃的擴大化，從而在沒有錢發(fā)射人造衛(wèi)星的前提下，在地球大氣層中安置更多的有效科學載荷。此前，NASA使用傳統(tǒng)科學氣球獲得的長飛行紀錄是55天；超壓氣球飛行紀錄54天。
傳統(tǒng)的氦氣球會在夜晚收縮，這是因為隨著氣溫降低，其內(nèi)部的氣體壓力會隨之減小。而減少的體積使得氣體失去浮力，進而降低高度。這些氣球會在白天恢復一定的高度，但是經(jīng)常性地起伏讓它們難以采集到干凈的數(shù)據(jù)。而主動調(diào)整波動需要放氣以及投下壓艙物，這兩種做法都會限制氣球的飛行時間。
與此形成對照的是，超壓氣球嵌入的圍繩使得它們的體積能夠大體保持一致，從而有助于這些氣球以一種被動的方式保持在相對恒定的高度上。弗吉尼亞州瓦勒普斯飛行研究所NASA氣球項目辦公室負責人DeboraFairbrother表示：“在太陽落山后，它給了我們一個穩(wěn)定的高度。”
NASA之前于2012年在瑞典基律納測試了其532000立方米的超壓氣球，但新升空的氣球次攜帶了有效科學載荷。其科學載荷重量為2300公斤，飛行高度約為距地面33.5千米。
Fairbrother表示，由于飛行可能持續(xù)100天甚至更久，NASA不得不得到一些國家的許可，例如新西蘭，以防這個氣球飄到這些國家的領(lǐng)空之上。而傳統(tǒng)氣球由于僅會飛行幾周，因此只會被極地風吹著環(huán)繞南極一到兩圈。如果COSI像預期飛得那樣遠，則將很可能離開南極大陸向北飛去。
