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欧空局透露旨在取代卫星的惊天计划!?

 浮空君 2021-01-31

欧州航天局提出了他们取代卫星的激进计划,HAPS(High Altitude Pseudo-Satellites,编者注:HAPS 通常指High Altitude Platform Station):能够彻底改变通讯规则的平流层飞艇和高空太阳能无人机,以及高空科学气球:

HAPS

·高空伪卫星(HAPS)在大约20公里处于最佳工作状态

·它们可以持续数周保持自己的位置,从而达到云层以上的持续覆盖。

·专家说,这可以用来监视地面,甚至用于监视或应急响应

·欧洲公司,包括空中客车公司和Thales Alenia Space公司已经推出了这一技术。

高空太阳能无人机:Zephyr

 

欧空局(ESA)探索利用新型高空无人机弥补常规无人驾驶飞机和卫星之间的空白,从地表以上20公里观测地球而不离开我们的大气层。这些“伪卫星”可以连续数星期保持它们的位置,从而达到云层以上的持续覆盖。早在2003年,英国国防部下属的奎奈蒂克公司(QinetiQ)启动了“Zephyr”计划,先后研制了多架原型机,不断提升尺寸和性能,Zephyr 7在2010年持续飞行了14天,中打破了太阳能无人机续航时间的世界纪录。正是看到了“Zephyr”无人机的潜在能力,空客集团防务与空间公司在2013年3月收购了“Zephyr”项目。

Zephyr 7 高空太阳能无人机

空客开始优化现有设计,并着手设计一种更大尺寸的平台,准备将其作为高空伪卫星(HAPS)概念的飞行器。Zephyr S 翼展22.5米,设计续航时间为45天以上,白天由太阳能驱动,同时为锂电池充电以供夜间飞行,可以飞行超过70000英尺,是商用飞机高度的两倍,可由四人操作手抛起飞。

 

Zephyr S资料

根据欧空局的说法,该飞机可监视的视线距离可达到500km,由于它们不会受到高风速的影响原文如此,不代表本号观点HAPS可以保持自己的位置长达数周或数月。未来系统专家AntonioCiccolella说:“对于地球观测,它们可以为特定地区提供长时间的高分辨率覆盖,而对于导航和电信,它们可以减小覆盖范围内的盲点,并兼具宽带与低延迟的优点。欧空局正在研究如何将这些不同的领域最优地结合在一起,几家欧洲公司一直在开发自己的HAPS系统。

由于受任务载荷重量限制,正在研制试飞的西风S无人机无法满足大载荷任务需要,因此空客防务公司计划开发一型翼展33米的更大的西风T平台,其中T指的其采用双尾结构。T型无人机也将更重,达140千克,有效载荷20千克。 新型号将继承使用与西风S相同的架构、航电设备、软件和包括按比例扩展的电源系统在内的其他系统。

Zephyr-T概念图

地球观测专家ThorstenFehr说:“过去20年来,我们一直在研究这个概念,但现在终于变成了现实。这是由于关键技术的成熟:微型化航空电子设备,高性能太阳能电池,轻便电池和线束,地球观测传感器的小型化和高带宽通信链路,可以提供有经济优势的服务。据欧空局称,该飞艇可用于精确监测甚至监视。导航工程师Roberto Prieto Cerderia说:“它显然具有应急反应的潜力。”

'STRATOBUS',无人机与卫星的混合体

Thales最近宣布启动Stratobus研究和发展项目(这可不是最近,有好几年了吧),他们获得了1700万欧元资助。这个长达100米的平流层飞艇被称为Stratobus,被描述为“无人机与卫星的混合体”。Thales Alenia Space公司正在为民用和军事应用设计这艘飞艇,重点是监视和环境管理。


又是这个熟悉的视频

ThalesAlenia Space公司的Stratobus号计划于2021年首飞,可搭载250公斤重的有效载荷,并可由电动发动机驱动逆风飞行,就在上个月,超过200HAPS专家在欧洲就此项技术召开了技术研讨会。 

该系统将使该飞艇在风速90公里/小时的情况下仍然保持稳定,两侧的两台电动马达保持其位置。Stratobus可以在20公里高空悬停,覆盖视线距离可达500km。

这艘飞艇的计划是为了执行一系列任务,包括监视边界或高价值的地点,陆上或海上,安全,环境监测和通信。Stratobus的使用寿命为五年,每年只需要几天的地面维护。该飞艇可以容纳于一个40英尺的集装箱,便于储存和运输。

“它们也可以半永久性地工作,可能把卫星导航覆盖范围扩大到高海拔的山谷和城市(perhaps extending satnav coverage into high, narrow valleys and cities.)。HAPS可以是现有的卫星的补充,并通过高空飞行测试为其他空间技术铺平道路。专家表示,它们的高效率和经济性是可以被证实的。欧盟卫星中心的阿尔瓦罗·罗德里格斯(Alvaro Rodriguez)说:“我们必须把它们飞起来。技术摆在那里,所有的零件摆都在那里,现在是时候把它们组装起来了。”(我觉得是该有点行动了,你那个视频都放了4,5年了吧)。


  原文只说了高空太阳能无人机和平流层飞艇,我觉得明显没说完呀,你开头那张图不是三类HAPS吗?为什么没有高空气球呢?(其实法国的高空气球还是很有特点的,以后有机会浮空君再详细介绍CNES的成果)可能是因为无论是Zephyr无人机还是平流层飞艇,都还处于研发阶段,当然Zephyr比stratobus进展快得多,但同样要解决有效载荷太小的问题。高空气球是目前唯一可以成熟稳定在临近空间工作的平台,NASA的ULDB计划以及谷歌的LOON计划都在走超压气球的技术路线,如果高空气球用于做文中所述的伪卫星平台,唯一需要解决的是飞行轨迹可控的问题,这方面谷歌的LOON计划已经做了不少工作,并已经在今年的秘鲁水灾和波多黎各飓风灾害后为其提供了应急通信的服务,具体内容可见本号往期相关文章。

Google的Loon气球终于派上用场了,为波多黎各提供 LTE 网络

O3b网络和谷歌气球合作使秘鲁洪灾区恢复通信


下面进入令人讨厌的广告时间,有人说你不就一副扑克牌吗?卖20块钱是不是有点贵?其实这副牌当中仅仅是文字说明部分就有4500字之多,浮空器小百科全书绝对不是浪得虚名,微信小店直接订购,点击此处进入浮空器主题微店虽然泰雷斯的stratobus名声在外(媒体喜欢看,没办法),虽然泰雷斯是一家值得令人尊敬的公司,但是依然没有入选我们的浮空器主题扑克,原因只有一个:所有只是概念阶段的产品都入不了我们的法眼。


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