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設(shè)備與工具瑞士太陽能飛機陽光動力號計劃于2016年繼續(xù)完成不使用一滴燃油的環(huán)球之旅。這架高科技飛機的未來是什么？其中一個可能性就是發(fā)展成一個宇宙中替代人造衛(wèi)星的太陽能無人機。這是目前在Facebook和谷歌中正在熱議的一大話題。
“太陽能飛機之后，發(fā)展太陽能無人機？”安德烈·博爾施伯格(Andr Borschberg)近期在一個博客中這樣寫道：“可以想象一架飛機，在高空中連續(xù)數(shù)月持續(xù)飛行，從概念上來講，無人駕駛飛機通常被定義為Hap，它能替代或者輔助具有監(jiān)視和通訊功能的人造衛(wèi)星?！?
博爾施伯格的設(shè)想遠遠不止于一個夢想。他兼工程師、科學(xué)家和設(shè)計家于一身，也是陽光動力號的創(chuàng)造者之一，目前正在進行有關(guān)高空模擬衛(wèi)星的可行性研究。
“該項目實際上是還屬于 設(shè)計前 階段，我們還在 探索項目 和 生產(chǎn)項目 之間徘徊，”博爾施伯格告訴我們。
將是一架比陽光動力II號更輕更小更高效的無人駕駛飛行器。翼展長度在30-50米之間，載重最多只有50公斤。而陽光動力II號的翼展為72米，載重可達300公斤。
從地面遙控，博爾施伯格希望這架飛行器能夠在平流層持續(xù)飛行半年。2萬米的飛行高度高出民航飛機的飛行高度，同時可以抵御高空風(fēng)暴，而且能夠根據(jù)不同的任務(wù)更換或者更新不同的設(shè)備。
“對于我們來說，將尺寸縮小和變輕要比增大、加重容易得多，”博爾施伯格說。
另外：機身和機翼都要重新設(shè)計，因為在平流層翅膀的下面幾乎就沒有風(fēng)，然后就是為了保持高度，需要增加力量和能量。
63歲的博爾施伯格，剛剛與陽他的合作伙伴伯蘭特·皮卡德(Bertrand Piccard)一起參加了巴黎聯(lián)合國氣候峰會，他希望把工作的焦點放在監(jiān)督環(huán)境上。
陽光動力號/圖 來源網(wǎng)絡(luò)
“從天空中觀察地球變得越來越重要，”他說：“氣候在變化，每年的氣候樣本都不一樣，所以監(jiān)控和快速的采取行動變得越來越緊急，我相信通過高空的監(jiān)察能為土地的利用和農(nóng)業(yè)的質(zhì)量帶來好處，同時也能提高我們對海洋和森林的認知?！?
這當然可以通過衛(wèi)星實現(xiàn)，但是因為衛(wèi)星固定的軌道、過高的高度和缺乏的靈活性會受到限制。
飛行的網(wǎng)絡(luò)
陽光動力號并不是唯一一個在探索領(lǐng)域進行試驗的太陽能飛行器。Facebook上去年夏天已經(jīng)有Aquila 1號試飛的消息，該飛行器能讓生活在偏遠地區(qū)的人也能用上網(wǎng)絡(luò)。
Haps
太陽能無人機被稱作Haps (High-altitude pseudo-satellites，高空虛擬衛(wèi)星)，它可以省去發(fā)射火箭帶來的費用和風(fēng)險。
Haps是一些輕型無人機，使用太陽能電池和螺旋槳馬達，飛行高度可達21公里，這樣的高度超越了受天氣影響的大氣層，但是在距離地球最近的衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的200公里高空之下。
一個Hap白天利用太陽能電池中的能量驅(qū)動兩個微小的電子馬達上升，夜間下降到15公里高空，從而節(jié)省能量，按照這種節(jié)奏，理論上無人機可以持續(xù)工作數(shù)月。
谷歌對平流層不僅利用太陽能無人機，也用上了熱氣球和人造衛(wèi)星進行探測。2014年谷歌為了在競爭中取得優(yōu)勢，購入了無人機Titan Aerospace。然而去年樣板機Solara 50試飛后的墜毀意味著對這一項目沉重的打擊。
美國軍隊和歐洲空客集團多年來也一直在努力嘗試從高空中從事監(jiān)察工作?？湛偷腪ephyr Z8也是利用與陽光動力II號同樣的技術(shù)，計劃在21000米高空持續(xù)飛行3個月，該機型翼展23米，重量只有53公斤。
博爾施伯格認識Facebook和谷歌上所有從事太陽能無人機的人，他不排除合作的可能，何況谷歌還是陽光動力II號的贊助商?！暗俏蚁耄趧?chuàng)新、研發(fā)新技術(shù)方面瑞士在國際上有著很大的優(yōu)勢?！?
“真正的潛力”
Fathi Derder是瑞士國會中的右翼黨派代表，他認為“瑞士很有潛力在這一領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位?！睂λ麃碚f現(xiàn)有的規(guī)章制度會造成一定阻礙。于是他最近在國會提出了一個請求，希望瑞士官方尤其是聯(lián)邦民航局在航空管制上能為無人機的發(fā)展提供有利環(huán)境。
這位國會議員并不是專為陽光動力號著想，雖然媒體將焦點集中在這個項目上。瑞士在這個領(lǐng)域還有很多類似項目，“在默默地大步發(fā)展，”Derder說。
比如瑞士探險家Rapha l Domjan旗下的SolarStratos項目，2010年至2012年他駕駛著完全由太陽能驅(qū)使的PlanetSolar船環(huán)游世界，他現(xiàn)在正在進行一個SolarStratos項目，沃州、納沙泰爾州和瑞士電子和微型技術(shù)中心都是他的合作伙伴，該項目是制造一些在平流層飛行的小型飛行器。首飛計劃定在今年。
另一個瑞士小項目是洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院下屬的衍生公司從事的OpenStratosphere項目，創(chuàng)始人Simon Johnson希望他的無人機有朝一日能夠成為可靠的、地方性的類似衛(wèi)星的產(chǎn)品。
要想發(fā)展這項技術(shù)首先一定先要在電池技術(shù)上取得進步，另一方面也取決于官方，是否允許無人機在領(lǐng)空運行?！暗怯幸稽c能夠肯定，就是無人機一定能做到衛(wèi)星能為電視和廣播所做的事，”Johnson深信不疑地說。
最后……
陽光動力II號計劃2016年4月20日從夏威夷出發(fā)繼續(xù)環(huán)球之旅。駕駛者安德烈·博爾施伯格表示，屆時白天會比夜晚長。
陽光動力II號替換了損壞了的電池，并改善了充電功能。
2015年7月中旬，陽光動力號不得不中斷了利用太陽能環(huán)游世界的計劃。之前已經(jīng)打破了連續(xù)118小時無間斷飛行的紀錄，從日本到夏威夷的飛行過程中電池受到損傷。
陽光動力II號2015年3月9日從阿聯(lián)酋首都阿布扎比起飛開始環(huán)球之旅。
之后途徑阿曼、緬甸和中國。
返程的路程，博爾施伯格計劃穿過溫哥華、圣弗蘭西斯科、洛杉磯或者鳳凰城前往紐約，再從那里飛往英國、法國、西班牙或者摩洛哥。
陽光動力II號的超長機翼上共裝有17000塊太陽能電池，兩個螺旋槳馬達及電池所需要的能量都來自太陽能。
陽光動力II號飛機的重量只相當于一輛家用轎車。它的飛行高度最高能達9000米，平均飛行速度平均只有70公里/小時。
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