欧洲空间局(ESA)正在考虑通过一种新型的飞行器(或可被认为是一种无人机和卫星之间的“缺失的连接”)将其活动扩展到一个新的地区。这种高空伪卫星,简称HAPS,是像传统飞机那样在高空漂浮或飞行的平台,但操作更像卫星——除了不是在太空中工作,他们可以在大气中保持数周甚至数月,提供连续的领土的覆盖服务。
这种飞行器最佳工作高度大约在20公里,高出云层并高于商业航班10公里,那里风速足够低,可以长时间保持其位置。从这样的高度,他们可以测量到500公里以外的地平线,进行精确监视,或者提供高带宽通信服务,也可以作为现有卫星导航服务的后备。
未来系统专家Antonio Ciccolella解释说,针对其未来的潜力,几个欧空局负责人正在开展联合评估。对于地球观测,它们可以为很多的优先地区,提供长时间的高分辨率覆盖,而在导航和电信方面,它们可以减少覆盖范围内的盲点。并且,欧空局正在开展研究,如何将这些不同的领域融合在一起。
地球观测传感器的小型化
地球观测专家Thorsten Fehr说,专家们近20年来一直在探索这个概念,现在终于可以成为现实。由于一些关键技术的成熟,如微型航空电子设备,高性能太阳能电池,轻型电池等,地球观测传感器和高带宽通信连接,可以提供低廉的具有竞争力的服务了。导航工程师Roberto Prieto Cerdeira对应急反应的潜力进行了补充说明,他们或许可以半永久性地工作,甚至把卫星覆盖范围扩大到峡谷之中。
相关产品正在研制推出
早在2008年,空客公司就着手这些“高空伪卫星”的研发工作,其目的就是为了填补在轨卫星和只能短距飞行的低空无人机之间的空白。2010年,西风之神7打破了世界单次最久飞行记录(14天)。此后,空客公司决定对两种新型高空无人机进行商业化,开发了“西风之神S”和“西风之神T”这两款高空无人机。英国国防部购买了首批两架“西风之神S”无人机,英国国防部将使用这两架无人机进行高空监视。西风之神T无人机的有效载荷是其模型的4倍,达到了44磅,完全能携带雷达和军方客户要求搭载的其他装备。作为一款太阳能飞机,西风之神系列无人机的设计巡航高度约为19800米,是商务航班飞行高度的两倍。在最后一次测试中,西风之神7原型无人机飞行时间达到了14天,而空客公司打算将其飞行时间提高至为至少一个月。
法国泰勒斯-阿莱尼塔航太集团(Thales Alenia Space)已经与一些军事客户签订了关于史塔托巴士(Stratobus,法文“云上公车”)高空飞艇的初步研究合同,泰勒斯准备首先试飞小型的模型飞艇,到2020年再完成巨型化的。
泰勒斯集团将史塔托巴士飞艇设定为无人飞行器(UAV)和卫星的功能,它将飘浮在离地表2万公尺的平流层上部,可以提供直径200公里的监视范围。开发经理尤尼卡.康贝特说,该具飞艇能够保持在固定的空域位置长达一年,携带不同的光学、雷达设备、和电信系统后,就能长期的执行各式任务,包括电波中继站、地面监控、大地资源遥测等,它所使用的电力来源将是贴在巨大气囊上的太阳能发电板,夜间则以燃料电池来供应,据泰勒斯集团的说明,太阳能发电板还能够调整日光的照射角度来维持最佳的发电效果,电力可达5000瓦。
康贝特说,巨型飞艇已经约有20个潜在客户在询问,大约三分之二的是军事单位,因为国防客户能够比商业买主承受更大的风险。因此泰勒斯已经与军事客户签订了一些合同,愿意支付初步研究的经费。泰勒斯计划是今明两年先试生產6个缩尺寸模型,然后在未来每年生產15具。

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