高空伪卫星行业迎来曙光
可以在平流层飞行的太阳能和飞艇为科学研究提供了新平台。
奥德修斯无人机翼展超过了波音777（65m）
4月份，如果一切按计划进行，一架翼展比喷气式民航客机更宽的的飞机将在波多黎各飞行。这架名为奥德修斯的飞机由太阳能电池板提供动力，飞行高度达20公里，研究人员将很快在其上进行仪器测试。
“这是我整个科学生涯中最激动人心的事情，”哈佛大学的大气化学家詹姆斯安德森说，他已经研究了这个概念三十年。 “我激动的难以入睡。”
奥德修斯是最新的高空伪卫星（HAPS）之一，之所以如此命名，是因为它们飞行在地球上方数十公里处，但并未完全绕轨道运行。这些平台包括由奥罗拉飞行科学公司开发的奥德修斯等太阳能无人机，以及法国戛纳的Thales Alenia Space等平流层客车等平流层飞艇，希望能够为20世纪20年代初做好准备。
经过数十年的一次性实验飞机飞行，HAPS有望成为主流航空航天工业的一部分，这要归功于更好的储能电池和太阳能电池等技术进步。据位于马萨诸塞州剑桥市的Northern Sky Research咨询公司2018年分析，平流层飞机未来十年的收入可能达到17亿美元。
奥德修斯太阳能无人机
对于研究人员而言，HAPS提供的分辨率高于卫星可以实现的分辨率，比飞机可以研究的范围更广，并且比高空气球更精确。它们可以在特定区域上空盘旋数月，其应用包括地球观测，电信和导航等。
“现在我们真的可以开始梦想我们可以用这些系统做些什么，”欧洲航天局（ESA）驻荷兰诺德韦克的大气科学家托尔斯滕费尔说。本周，ESA将在荷兰莱顿举办的一次会议上，研究人员将讨论其中的一些梦想 - 包括使用HAPS进行更好的空气质量监测和城市地区的水资源管理。
巡航控制
去年，空客太空防务公司在平流层飞行了太阳能无人机Zephyr，持续飞行时间超过25天，创下世界纪录。这家位于德国奥托布伦的公司正在开发一种版型的Zephyr，它具有更大的翼展 - 从25米增加到了33米 - 并且能够携带更重的有效载荷，如科学仪器。
Zephyr S
类似Zeppelin的飞艇，如Stratobus，可以携带更多的装备。 “每项技术都有自己的优势，”在欧洲航天局研究HAPS电信应用的Juan Lizarraga Cubillos说。 “这不是 孰优孰劣的问题。”
Stratobus
在莱顿会议上，研究人员将讨论HAPS如何为科学研究提供帮助。其中包括由西班牙科技公司GMV领导的空气污染监测项目。 GMV的数学家和航空航天工程师AmayaAtenciaYépez表示，它将研究HAPS平台如何通过研究荷兰鹿特丹和西班牙塞维利亚的排放来跟踪空气质量。
费尔指出，卫星最多每天通过一个城市一次。 “你可以得到一个非常有趣的化学视图，但每天只有一次，”他说。随着HAPS在一个城市上空盘旋20公里，研究人员可以看到排放在一天中如何消失。他们还可以更好地将卫星观测与地面污染测量站的观测联系起来。
比利时布鲁塞尔皇家空间航空研究所的大气科学家Frederik Tack表示，HAPS大气研究的首批目标之一将是由发电厂和其他工业源排放的烟雾形成的二氧化氮（NO2）。诸如欧洲哨兵-5之类的卫星可以以相对较粗的分辨率监测空气污染，像素为3.5*7公里。飞机飞行可以收集更精确的NO2流量测量结果，分辨率约为100 metres2，但价格昂贵。
Tack表示，将二氧化氮传感器放置在HAPS平台上可以让研究人员监测大约0.5公里的污染羽流，这意味着他们可以跟踪城市中的排放热点。他的团队正在为计划中的比利时 - 德国平流层飞机开发NO2传感器，该飞机可在20世纪20年代初投入使用。
荷兰乌得勒支研究所Deltares的气象学家兼水文学家Liduin Bos-Burgering说，其他HAPS仪器可以监测荷兰的一些防洪堤坝。她的团队正在探索HAPS收集的数据如何用于洪水预报或洪水灾害期间的应急响应。
对于安德森来说，使用探测南极臭氧洞的成因的科学仪器（曾经搭载在美国的U-2高空侦察机上飞行），即将到来的奥德修斯太阳能飞机是一个展示HAPS可以做什么的机会。他正在为飞机制造仪器，用于衡量氯气和溴在平流层中的反应，它们会在保护臭氧层中消耗掉它们。
今年，安德森的团队计划利用奥德修斯来研究美国中部夏季雷暴期间许多相同的反应如何破坏臭氧。 “我们可以锁定暴风雨并跟踪它数天到数周，监测化学变化，”他说。 “这架飞机为我们提供了前所未有的机会。”
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