章节目录 第三十三章 初探宇宙(1 / 1)

作品:《红色星球

在一般人的想法中都认为进行太空探索肯定要耗费巨资,可能要花上好几百万、几千万甚至上亿的代价,然而实际上情况并不是如此。

江南粗算了一下,探空气球全套设备的概算也就大约在2000多元左右(当然如果要更好的效果费用肯定就会更多),这样的费用基本是一般普通人都能承受的。

于是江南马上着手开始实施他的初步太空探索计划,江南可是个动手能力很强的人!

他首先在网上购置好所需设备,然后进行放飞地点的选择和放飞日期气象条件的预判、轨迹预测、气球跟踪、如何进行回收的工作规划。

滨江市地处长三角平原,向东不远即是大海,向南是苏南平原的人口稠密地区,向北和向西都是理想的放飞和着陆区域。

同时探空气球飞行轨迹的预测也非常重要,江南查到国外有几所大学已经建立了完善的气象气球轨迹预测模型,像英国剑桥大学的探空气球降落预测系统就会根据飞行时世界各地的气象资料,估算出气球飞行的轨迹,包括爆炸时间,降落地点等,使用者只要在网站上输入气球相应数据、载荷重量和降落伞下降速率等参数就以预估气球残骸的落地点。

另外江南又在网上查询了解到全国一百多个气象高空探测站常规情况下每天都是在早晨7时15分、傍晚19时15分和凌晨1时15分定时定点施放气球。

江南选择了一个万里晴空的放飞理想好天气,晨曦中他和江小玉来到滨江西北的一处开阔处。父女二人先在地上铺上一层塑料,然后再仔细检查一遍气球的外观,只有无大皱折、没有补丁且厚薄均匀的气球才能保证施放的高度,江南试着拉了拉气球球皮感觉到柔软而松弛,这说明气球质量较好,相反如果弹性小的话说明气球的质量差,另外球嘴到球顶的距离越长说明气球越大,能施放的高度也越高。

然后江南和江小玉倒掉了球皮里的滑石粉。

清晨6点45分,他们穿上借来的防静电服和戴上橡胶手套开始操作,这是为了防止操作中手指甲划伤损坏球皮和人体产生静电引起火花。

江小玉用手轻提起气球顶部,江南缓慢地打开钢瓶阀门开始对气球进行氢气充灌,当氢气胀满球体后,他再次减缓充灌速度使球皮慢慢膨鼓起来,以保证球皮的受力均匀。

江南查到气象局高空气象探测规范规定气球填充的氢气在纯度达到99.8%以上时安全系数相对最高,气球探空高度也较高,所以江南在市场上四处搜寻,他尽可能使用纯度较高的氢气,因为这样不仅能提高探测高度还可保证操作过程中的人身安全。气球的充氢量要保证放球后第一分钟能达到350m左右的高度是为最好,因为充气后的气球升空时升速会随高度的增加而逐渐增大,所以气球充氢量过多会缩短气球升空时间使爆炸高度降低,这样气球还未达到预定高度即过早爆炸,就拍摄不到太空边际的图片了。

气球完全充好后江南将球嘴处用绳子牢牢地捆扎好来保证气球的膨胀空间,延缓爆炸时间,提高气球升空高度。

江南有一部以前使用过的旧手机,他把充满电的旧手机放在了气球设备盒外,然后打开新旧手机的微信视频,这样他就可以拍摄和看见自己放飞时的画面了。一切就绪,江南笑着对江小玉说“大篷车队出发啦”,膨胀的探空气球载着设备、带着父女二人的太空梦迅即起飞升高,江小玉低头看着手机屏幕中地面上的自己迅速变小,她激动地大喊“爸爸,你看呀,爸爸,我们成功啦”。

由于此时放飞点正处于高压区,探空气球的上升速度加大,几分钟时间探空气球已变得很小、升到了很高的高度。江南赶紧收拾地面的装备,接下来他们还要驾驶“雲”根据计算结果去预估地点上空等待探空气球残骸降落、然后依据手机定位数据去回收设备盒中的视频卡呢。

地球被一层厚厚的大气层包围着,这是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体,大气层的成分主要有占78.1%的氮气,占20.9%的氧气和少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气等)及水蒸气。大气层就好像是一条毛毯,均匀地包住了整个地球,使整个地球就好象处在一个温室之中。

白天灼热的太阳发出强烈的短波辐射,大气层能让这些短波光顺利地通过,而到达地球表面,使地表增温。晚上,没有了太阳辐射,地球表面向外辐射热量。因为地表的温度不高,所以辐射是以长波辐射为主,而这些长波辐射又恰恰是大气层不允许通过的,故地表热量不会丧失太多,地表温度也不会降得太低。这样,大气层就起到了调节地球表面温度的保温作用。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,没有确切的上界,在离地表2000~16000公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。地球大气圈气体的总质量约为5.136×10^21克,相当于地球总质量的百万分之0.86,由于地心引力作用,几乎全部的气体都集中在离地面100公里的高度范围内,其中75%的大气又集中在地面至10公里高度范围内。根据整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、臭氧层、中间层、热层和散逸层,再往外就是星际空间了。

对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在,还存在大部分的固体杂质。因为这一层的空气对流很明显,故称对流层。这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~6℃。

对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右,温度基本不变,在30千米至50千米内温度随高度增加而略微升高。平流层的外缘是航空飞行依靠空气支持而飞行的最高限度。

平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温随高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。

中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米,最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。

散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层。

臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧。电离层很厚,大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离层由带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。

至于我们平时所说的太空没有一个确切的定义,联合国和平利用外层空间委员会科学和技术小组委员会指出,目前还不可能提出确切和持久的科学标准来划分外层空间和空气空间的界限。近年来,趋向于以人造卫星离地面的最低高度100~110千米为外层空间的最低界限;国际航空联合会定义距地面100公里的高度为卡门线,为现行大气层和太空的界线定义;而美国NASA一般认为进入距地面85公里即为太空之旅。但实际上到达距地面40公里以上高空处就可以看到澄澈的宇宙和地球的弯弧景观。

由于江南在前期的准备工作中考虑充分,他通过计算预测到落地点将会在苏北平原,他驾驶“雲”追踪气球信号一路接收到的GPS信号也显示气球飘行轨迹与计算值偏差不是太大。

最后的手机信号显示的落点是在一处河滩上,江南和江小玉驾驶着“雲”在周围来回转了二圈,眼尖的江小玉就发现了草丛中的桔黄色降落伞衣和乳白色的气球残骸,他们成功地取回了气球所搭载的设备和相关数据。

回到家后,父女二人迫不急待地取出了相机中的视频卡,江南将数据下载到电脑中,屏幕上的照片显示出了气球上升过程中的景象,到后来屏幕上出现了黑黝黝的深邃太空和地球球体边际的弧线,特别是地球弯弧处那一抹亮蓝色的宇宙景观,真的是美极了,江小玉紧紧地抓着江南的手,她含着泪水哽咽着说“爸爸,这是我们自己拍摄到的宇宙照片呀!”

江南戴上VR眼镜,全景相机的镜头立刻将他带到空中,那是一种凌空飞翔的感觉,和坐在雲中看窗外的感觉完全不同,因为低头可以看见脚下的山川河流。

特别是视频的后部分,探空气球飞出对流层的云雾、进入平流层后,抬头可以看见蔚蓝的天空、低头则是薄薄的云层,云层间隙中还可以看见地面,那完全是一种飘浮在空中、无依无靠的“FEEL”,仿佛失去了脚踏实地的安全感,以至于江南都有些小紧张,不由自主地想攥紧椅把手,视频的最后、气球爆炸前的时刻出现的地球弯弧景像让江南非常激动,毕竟这是一个普通人的宇宙之旅!