JAXA宣布在2017年首次发放气球

    日本北海道大树町（Taiki，日本地名）。

前些日子，空间日本宇航航空研究开发机构（JAXA）下属的宇宙科学研究所（ISAS）宣布在2017年将实现第一批平流层气球的发放。

发放活动将在Taiki的航空航天研究基地（TARF）进行，该基地位于日本北部的北海道岛，Taiki-Cho镇附近，拥有专用的发放设备。

据一则简要的新闻透露，飞行任务于6月5日开始，只要天气允许尽可能延长飞行时间，这期间将开展4项实验任务，排名不分先后：

l VLBI(甚长基线干涉测量技术)平台的飞行测试。VLBI是一种射电天文学中用的干涉测量方法，这是一种基于地球上多个射电望远镜收集来自天文射电源（比如类星体）同一信号的测量方法。不同望远镜在不同时间接收到电波信号，根据这个时间差计算射电望远镜之间的距离。联合多个射电望远镜的观测值，模拟一个与观测望远镜群分布的最大尺度相当的“大望远镜”。

JAXA/ISAS开发该平台是为了引导学术和科技论证来展望高频VLBI项目未来的前景。这是第一次利用气球携带VLBI系统，能够获得比VLBI地面射电望远镜网接收的19-23GHz信噪比更高的干涉条纹。

l 千叶工业大学开发的BIOPAUSE 项目气球飞行。该项目的目标是发展平流层生物圈和生物通量动力学综述。这是该项目的第二次飞行。第一次气球搭载飞行任务也是TARF于2016年6月8日进行的，当时还应用了新研制的下降惯性冲击器。

l 竞购多年南瓜型等高度长航时超压球的研究，最近ISAS 研发团队发现，如果气球表面包裹垂直细长的菱形网，鼓起块的局部小曲率会产生较大的微分压力。因此，作为设计发展规划中的一部分，相应的超压气球飞行将在本飞行季开展。

上一次测试是2012年在15000立方米的串联零压气球结构上开展的。这次飞行测试中，球体模型上出现了一个洞，这被认为是应力集中引起的。为了克服这个问题，今年的气球发放中将增加菱形网格的尺寸，来降低球体两极位置的应力集中。

l 最后，开展另一个科学气球的飞行试验，用来测试ISAS应用了新加强带的球体加工工艺。

气球项目的特点

日本的气球研究工作早在50年代就开始了，有60多年的发展历史了。现在气球研究已经发展为一项富有经验的创新型科学研究。

随着人口增加和空中交通压力的增大，基于五六十年代的环境建立起来的地面发放形式，被迫演变为海上气球搭载飞行形式。

他们早在1975年就在在三陆附近地区建立了一个专用的气球发射设施，因此，他们成为了最大限度地利用物理空间进行气球发射的专家。首先，使用垂直气球发放方案，需很快建立能够满足更大的气球和有效载荷需求的专用半动态气球发放平台。这个项目的另外一个特征是：开发新技术和设备来执行此项任务。

2008年，该项目搬到北海道岛，在Taiki的航空航天研究基地（TARF）建立了新的气球设施。相关科研人员并没有利用扩大传统发放方案使用空间的方法来解决气球发放的问题，而是决定改善半动态发放系统。因此诞生了“移动发放系统”，该系统的优点是能够在一个悬挂器的内部进行充气，在合适的发放时机才将球体拖拽出来，从而避免了突风对发放关键程序的影响。结合内部充气巨大悬挂器和周围巨大的防护垫，这种升级的半动态发放系统能够完成2000000立方米的球体系统发放。

平流层气球海上回收项目须遵循“环境影响最小化”原则，这是一项关键的内容。日本法律在这方面的相关规定是非常严格的，JAXA必须保证他们的试验活动遵循安全规定。

最近就发生了这方面的例子，为了消除一个被称为“Tawara”的超压气球球体沉入海底引起航海环境污染的可能性，日本海岸警卫队对其生产使用的材料进行了修改。最初球体蒙皮的多层复合材料“BH25”，被密度较小的20微米厚的聚乙烯取代。同时特殊的凯夫拉纤维复合材料制成的加强筋，也被超高分子材料（UHMWP）所其取代。

海上气球相关的发放程序及详细说明最近已经在《天文仪器》中发表。题为“日本科学气球的海上搜索回收作业”的文章详细介绍了本机构在该事件上取得的成果。

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