中國經濟導報、中國發展網（陳國泰 毛志亮） 10月25日凌晨3時57分，光啟集團（以下簡稱“光啟”）經過一年的技術積累，臨近空間載人項目有了全新的進展。光啟自主研制的臨近空間飛行器“旅行者”3號（海口號），在新疆攜帶一只活體烏龜成功進入海拔21公里的臨近空間，開展實驗任務和進行關鍵技術驗證，并于10月25日8點28分降落在預定區域，被成功回收。目前，烏龜生命體征正常，并已隨放飛團隊回到光啟總部，試飛獲得圓滿成功。
“旅行者”3號（海口號）的此次試飛成功，是全球首次浮空器成功攜帶活體動物進入臨近空間停留，進行生保測試，從而驗證了載人近太空旅行多項關鍵技術的有效性，標志著我國臨近空間飛行技術達到了一個新的技術高度。
1.“旅行者”3號（海口號）進行囊體充氣作業
2.“旅行者”3號（海口號）充氣完畢后準備升空
3.光啟團隊通過地面控制平臺監測“旅行者”3號（海口號）升空后相關數據
4.“旅行者”3號（海口號）降落時球艙分離瞬間
5.光啟科研團隊在新疆托克遜縣回收“旅行者”3號（海口號）艙體
6.“旅行者”3號（海口號）被成功回收，生保艙內的烏龜生命體征正常
【實況】首次搭載活體動物飛行4小時
10月25日凌晨1點，地面溫度6℃，位于新疆的光啟臨近空間基地里燈火通明，工作人員往來穿梭忙碌著，光啟自主研制的臨近空間飛行器“旅行者”3號（海口號）的試飛，有條不紊地進行著飛行前的最后準備。
本次試飛的“主角”——“旅行者”3號（海口號），由兩個主要部分組成，上方是一個半透明的囊體，下方是一個吊艙，二者由吊繩連接，吊繩中部安裝了一個降落傘。光啟臨近空間創新總監周飛介紹，“旅行者”3號（海口號）的囊體采用超壓PE材料結合加強筋的方式研制而成，“升空過程中，隨著內外壓強的變化，囊體完全鼓漲起來后，最大直徑18.8米，體積可達到2150立方米，是個龐然大物。”充上氦氣的囊體產生浮力，為整個飛行器提供升空、平飛、下降的主要“動力”來源。下方的吊艙安裝了航電、載荷、能源、生保等設備，以及一個小型生保艙，艙內搭載了一只活體烏龜。3點57分，試飛進入緊張的倒計時。隨著現場放飛指揮、“旅行者”3號（海口號）項目總工程師奉凡博士的一聲“放飛”指令發出，囊體和吊艙的約束裝置被瞬間釋放，“旅行者”3號（海口號）緩緩升空，逐步上升到21公里的臨近空間目標高度，成功開展臨近空間環控生保、天地通信、空間環境數據采集等實驗項目。在基地的地面控制平臺，科研團隊一直在實時監測飛行器傳回的數據，飛行器狀態監控正常。隨后，“旅行者”3號（海口號）按照要求完成纜繩切割、囊體與生保艙分離、降落傘打開、平穩著陸等系列動作，于8點28分降落在新疆托克遜縣預定區域。隨后，科研團隊成功回收生保艙，艙內烏龜生命體征正常，“旅行者”3號（海口號）完成了全部試飛任務，為后續的研發帶回了寶貴的試驗數據。
周飛介紹，“旅行者”3號（海口號）試飛成功，在21公里以上的臨近空間進行技術驗證和數據采集，完成了環控生保、天地通信、空間環境數據采集3項實驗任務，驗證了囊體設計加工技術、充氣放飛技術、環控生保技術、天地通信技術、自主控制技術、軌跡預測技術、著陸回收技術等7項關鍵技術，為后續研制長航時飛行平臺及載人系列飛行平臺提供了關鍵參數和技術驗證。“本次實驗組織嚴密、運行順利，飛行器狀態監控正常，各項研究任務順利完成，圓滿達到了實驗目標。”
【突破】多項核心技術得以驗證
近年來，不少國家和機構開始加大對臨近空間的探索。針對這一空間的特性，目前在研制的臨近空間飛行器中，浮空飛行器是備受青睞的一類。浮空器憑借輕質氣體提供的凈浮力飛行、駐留，完成特定的任務，具有無需發射工具、可回收維修、費用低、駐留時間長、載荷能力強、視距遠、能耗小等諸多優點。除了可探索以極低成本提供類似衛星任務的對地觀測能力以外，為普通人提供近太空旅行也是利用浮空器進行臨近空間探索的目標之一。
“這次試飛的成功，得來殊為不易。”周飛表示，臨近空間是一個幾乎空白的全新領域，缺少前人經驗和數據的累積，所有科研團隊都是從零開始摸索。盡管科研團隊在地面做過各種試驗，但真正到達臨近空間會遇到的困難是難以在實驗室里預估的，“浮空器是一種完全有別于飛機、火箭、飛船的飛行器，放飛條件極其嚴苛，既需要合適的空域范圍，也需要合適的天氣條件。這也增加了試飛的難度。”
而放飛窗口的“天時”包括：地面風速不超過每秒3米，臨近空間的風速及風向可使飛行器按預想軌跡飛行。“相比于臨近空間較為穩定的天氣情況，地面的天氣更加變化莫測，因此浮空器在地面充氣和放飛階段的風險是最大的。”周飛解釋。
在沒有自主動力的情況下，如何對風場環境進行預測預報，保障飛行器可以安全地升空、飛行、降落，是科研團隊需要攻克的難點之一。據了解，此次“旅行者”3號（海口號）的放飛，科研團隊提前數個月就開始收集地面到臨近空間的風速、風向等各項風場數據，和氣象專家一起，不間斷地對放飛現場的天氣狀況進行實時監測分析。
在確保“環境最佳”的同時，要想順利飛行，飛行器必須攻克多個技術關鍵點。其中，飛行器囊體設計是關鍵。“旅行者”3號（海口號）使用了光啟自行研制的超壓囊體，具備強度高、耐低溫、防腐蝕、防輻射、耐低壓、防紫外線和抗拉伸等功能，可以在臨近空間抵抗氣壓、氣候、紫外線、輻射等環境的變化。
此外，為了實現臨近空間旅行的長期目標，“旅行者”3號（海口號）繼續對生保系統進行進一步驗證及優化。如何在臨近空間低溫、低壓、高紫外輻射、高臭氧濃度等極端環境下，保障生命安全，使人們可以在臨近空間長時間、安全、舒適地停留，是臨近空間飛行器載人功能的技術核心。
“旅行者”3號（海口號）攜帶的生保艙，設計有溫控與通風模塊、活物生存保障模塊、控制與數據傳輸模塊、圖像采集與傳輸模塊等功能模塊。艙內是一個相對獨立的空間，透過活體動物生存保障系統上方的透明蓋，可以看見一只烏龜在裝著水的活動平臺里歡快的游動。這只烏龜名為“小云云”，是一只黃頭側頸龜。隨著“旅行者”3號（海口號）的試飛成功，它也成為全球首個在臨近空間長時間“旅行”的動物。
“這次試飛成功，我們的環控生保技術等多項關鍵技術得到了驗證，給予了團隊很大的信心，也為后繼的試驗提供了寶貴的數據和經驗。”周飛表示，生保艙在放飛前經過了多次臨近空間模擬試驗，溫度控制能力和生命保障能力得到了充分驗證：溫控系統通過溫控與通風模塊，可以保證艙內通風和溫度的均勻性，控制艙內溫度在舒適地18℃~22℃；生命保障系統具備密封保壓能力、溫度精準控制能力和氧氣補給能力，可以在臨近空間極端環境下保證生物存活。
【展望】普通人就能體驗的“近太空”旅行
“乘坐商用臨近空間飛行器，可以實現普通人的近太空旅行夢想。”光啟集團總裁劉若鵬說，現有的載人航空航天平臺，無法滿足普通人太空旅行的需求。商業飛機飛行高度有限，不足以看到地球弧度；載人飛船、空間站對財力、身體素質的要求非常高，普通人無法乘坐。
為了實現普通人的“近太空”夢想，光啟從創立不久就開始了對臨近空間的探索。2015年2月，光啟臨近空間載人項目正式啟動；2015年6月，光啟在新西蘭成功放飛了中國首個臨近空間商用平臺“旅行者”1號，到達設計高度21公里，在臨近空間完成了天地高速通信、海事監控、光學監控等商用載荷測試。2015年8月，以打造具備國際一流航天航空研發能力的研究機構為目標的海口未來技術研究院暨光啟臨近空間技術研發總部正式揭幕，進一步提升了在臨近空間飛行器等航空航天特色產業領域的技術綜合開發能力。2016年11月，光啟“旅行者”2號在新疆試飛，完成了攜帶艙體升空、天地對話和飛行中數據采集的實驗。光啟對臨近空間的探索，取得了顯著的進展。
未來的載人系列“旅行者”號主艙，可以容納6名旅客，普通旅客可安全舒適地體驗到超乎尋常的臨近空間美景，看到地球的完美弧線，在兩萬米以上的高空進行觀賞。重點是整個設計對旅客的經濟條件和身體素質的門檻降到了最低，具有超高安全性和舒適性，旅客無需身著宇航服就可以在艙內自由活動，無需承受失重、離心力等艱苦考驗，整個飛行過程，就像乘坐電梯或纜車一樣平穩舒緩。
除了載人，“旅行者”號系列還可搭載通信、光學遙感、物聯網、大數據收集和分析等領域的應用，為智慧城市、遙感通訊、宇宙物理學等領域提供科學探索平臺。
“對臨近空間的探索，是光啟在垂直細分領域深度布局的重要一環。”劉若鵬表示，隨著國家建立“天臨空地海”全方位一體化戰略的提出，如何全面發展和推動空間科學、空間技術、空間應用，成為迫切的需求，“旅行者”號系列對臨近空間的探索，是浮空器利用的開拓和創新，也是在進一步擴大人類生活空間，在新的空間和領域進行戰略布局。（圖片由光啟集團提供）