揭秘太空超音速跳傘：航天服高度牢固提供純氧

21ic網(wǎng)友雜談：據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，10月14日，奧地利跳傘高手費(fèi)利克斯-鮑姆加特搭乘熱氣球搭載的吊艙進(jìn)入12.8萬(wàn)英尺(約合39公里)的高空，而后縱身躍下，用血肉之軀突破音速，就此創(chuàng)造歷史。這項(xiàng)驚人大冒險(xiǎn)之所以能夠成功除了要?dú)w功于鮑姆加特自身的努力和勇氣外，與一系列科技武器同樣密不可分，例如熱氣球、加壓吊艙、加壓跳傘服以及一系列電子設(shè)備。

奧地利跳傘高手費(fèi)利克斯-鮑姆加特站在吊艙邊緣，準(zhǔn)備上演驚人一跳，用血肉之軀突破音速

同溫層熱氣球，內(nèi)充氦氣，完全充滿后的高度相當(dāng)于55層樓，直徑超過(guò)400英尺(約合121米)

太空邊緣跳傘示意圖

65年前，駕駛X-1試驗(yàn)飛機(jī)的美國(guó)上尉查爾斯-耶格爾成為世界上第一個(gè)速度突破音速的人。現(xiàn)在，奧地利跳傘高手鮑姆加特又創(chuàng)造一項(xiàng)壯舉，憑借肉體突破音速。這位現(xiàn)年43歲的奧地利人借助特制的熱氣球進(jìn)入12.8萬(wàn)英尺(約合 39公里)的高空，而后縱身躍下，打破高空跳傘的高度和速度紀(jì)錄。

鮑姆加特對(duì)極限運(yùn)動(dòng)并不陌生，他是一位定點(diǎn)跳傘高手，曾以自由落體運(yùn)動(dòng)穿過(guò)英吉利海峽。此前，他就曾創(chuàng)造高空跳傘的高度紀(jì)錄，成績(jī)?yōu)?0.2萬(wàn)英尺(約合31公里)。這一次，他刷新自己的紀(jì)錄，同時(shí)創(chuàng)造自由落體的速度紀(jì)錄。此項(xiàng)太空邊緣跳傘挑戰(zhàn)計(jì)劃名為“紅牛同溫層”，由功能飲料生產(chǎn)商紅牛提供贊助，在美國(guó)新墨西哥州的羅斯威爾上演。為了完成這項(xiàng)挑戰(zhàn)，鮑姆加特的團(tuán)隊(duì)規(guī)劃多年，準(zhǔn)備所需設(shè)備和裝置同時(shí)多次進(jìn)行試跳。吊艙受損以及惡劣的風(fēng)力條件一度讓這項(xiàng)挑戰(zhàn)推遲。10月14日，鮑姆加特最終得償所愿，成為世界上用肉體突破音速第一人。

同溫層熱氣球

此次創(chuàng)紀(jì)錄的跳傘所面臨的第一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)是如何進(jìn)入太空邊緣。鮑姆加特搭的跳傘高度達(dá)到12.8萬(wàn)英尺，是商業(yè)客機(jī)飛行高度的數(shù)倍，噴氣飛機(jī)的飛行高度紀(jì)錄也不過(guò)123520英尺(約合37648米)。這也就意味著，他不可能搭乘飛機(jī)進(jìn)入這一高度。鮑姆加特搭采取的方式是搭乘由氦氣球搭載的吊艙，吊艙的體積與一艘小型太空飛船相當(dāng)。大導(dǎo)演詹姆斯-卡梅隆曾獨(dú)自一人潛入海底7英里(約合1.1萬(wàn)米)，鮑姆加特的跳傘高度是這一深度的近4倍。與卡梅隆一樣，他也是獨(dú)自一人完成挑戰(zhàn)。從地面起飛到進(jìn)入指定高度，他搭乘的氦氣球共用了3個(gè)小時(shí)。

鮑姆加特的加壓跳傘服

“紅牛同溫層”挑戰(zhàn)計(jì)劃的任務(wù)控制中心

鮑姆加特胸部安裝的電子設(shè)備

加壓吊艙

鮑姆加特搭乘的吊艙重2900磅(約合1315公斤)，它的命運(yùn)完全由天氣掌握。在7月進(jìn)行的一次試跳中，吊艙在硬著陸時(shí)受損，修復(fù)受損的吊艙迫使太空跳傘的日期向后推遲。與卡梅隆的深海潛水器類(lèi)似的是，吊艙也是一個(gè)加壓球，直徑8英尺(約合2.4米)，采用玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂制造，這一點(diǎn)與卡梅隆的深海潛水器不同，后者采用金屬，直徑4英尺(約合1.2米)。上升過(guò)程中，吊艙的壓力增至8個(gè)大氣壓，相當(dāng)于海平面上空1.6萬(wàn)英尺(約合4876米)的大氣壓。

與賽車(chē)駕駛室類(lèi)似，吊艙被鉻鉬鋼管制造的一個(gè)籠形結(jié)構(gòu)環(huán)繞，外層使用隔熱玻璃纖維殼，讓吊艙能夠經(jīng)受住零下-56.7攝氏度的低溫考驗(yàn)。吊艙底部采用鋁材料蜂窩結(jié)構(gòu)，在降落過(guò)程中保護(hù)吊艙。蜂窩結(jié)構(gòu)裝有一次性緩沖墊，使其能夠經(jīng)受住8G沖擊力考驗(yàn)。

紅牛將同溫層熱氣球描述為一個(gè)“40英畝(約合242畝)的干洗袋”，采用塑料薄膜帶制成，厚度只有0.0008英寸(約合0.02毫米)。如果將熱氣球完全鋪展開(kāi)來(lái)，面積接近200萬(wàn)平方英尺(約合16.2萬(wàn)平方米)。塑料薄膜帶由聚酯纖維膠帶加固。發(fā)射時(shí)，這個(gè)裝滿氦氣的氣球高度相當(dāng)于55層樓，上升過(guò)程中，熱氣球不斷膨脹，最終所充氦氣將達(dá)到3000萬(wàn)立方英尺(約合85萬(wàn)立方米)，此時(shí)的熱氣球高334英尺(約合101米)，直徑424英尺(約合 130米)，接近圓形。熱氣球所用的氦氣能夠裝滿兩輛卡車(chē)，充氣過(guò)程接近一個(gè)小時(shí)。

高度牢固的加壓跳傘服

鮑姆加特的跳傘服基本上就是一件高度牢固的航天服，重8磅(約合3.6公斤)，采用合成材料，壓力達(dá)到3個(gè)大氣壓，保護(hù)他免遭極端溫度侵害。此外，跳傘服還可以為鮑姆加特提供純氧。紅牛團(tuán)隊(duì)為鮑姆加特準(zhǔn)備了兩個(gè)降落傘，一個(gè)主降落傘，一個(gè)備用降落傘，以做到萬(wàn)無(wú)一失。在自由下落大約5分鐘后，鮑姆加特進(jìn)入密度更大的大氣層，在速度降至大約每小時(shí)172英里(約合每小時(shí)277公里)之后，他會(huì)打開(kāi)主降落傘。如果下落速度超過(guò)每秒115英尺(約合每秒35米)或者高度較低，自動(dòng)防故障裝置將打開(kāi)主降落傘。15分鐘后，鮑姆加特會(huì)安全降落地面。

憑借此次驚人一跳，鮑姆加特打破了高空跳傘的高度和速度紀(jì)錄。根據(jù)紅牛團(tuán)隊(duì)的測(cè)量，他的最大下落速度接近每小時(shí)730英里(約合每小時(shí)1174公里)，不僅打破此前的紀(jì)錄，同時(shí)突破音速(接近每秒690米)。他的胸包內(nèi)裝有一個(gè)儀器包，用于記錄自由下落時(shí)的速度，以確定是否突破音障。紅牛的測(cè)量結(jié)果顯示，鮑姆加特跳下吊艙一分鐘后的速度接近每秒690米。高度較低的跳傘，速度受制于大氣阻力，在超過(guò)10萬(wàn)英尺(約合3萬(wàn)米)的高空，速度因空氣阻力小而大幅提高。

下落過(guò)程中，鮑姆加特借助隨身攜帶的攝影機(jī)將畫(huà)面實(shí)時(shí)傳給控制中心。除了翻滾時(shí)外，鮑姆加特在下落過(guò)程中大部分時(shí)間都可以與控制中心對(duì)話。跳下吊艙后大約4分22秒，他順利打開(kāi)主降落傘，而不是他希望的6分鐘，可能原因在于下落速度超過(guò)預(yù)計(jì)。

加速計(jì)和阻力傘

很多人都看到過(guò)飛機(jī)失控旋轉(zhuǎn)的畫(huà)面，高空跳傘面臨同樣的危險(xiǎn)，加之人體旋轉(zhuǎn)的速度超過(guò)飛機(jī)，這種危險(xiǎn)更大。失控旋轉(zhuǎn)足以讓人喪失意識(shí)，出現(xiàn)紅視，并導(dǎo)致腦損傷。為了確保安全，紅牛團(tuán)隊(duì)為鮑姆加特安裝了一個(gè)特制的阻力傘，將在跳傘服上的加速計(jì)讀數(shù)連續(xù)6秒超過(guò)3.5G后打開(kāi)，起到穩(wěn)定作用。下落過(guò)程中，鮑姆加特曾在中途發(fā)生翻滾，但很快調(diào)整過(guò)來(lái)。

一系列儀器設(shè)備

“谷歌眼鏡”的攝影機(jī)和天線可用于報(bào)道低空跳傘，由于此次驚人的跳傘高度，紅牛團(tuán)隊(duì)需要使用更為復(fù)雜先進(jìn)的成像設(shè)備和通訊技術(shù)。吊艙裝有9臺(tái)高清攝影機(jī)和3臺(tái)4K攝影機(jī)，同時(shí)還裝有3臺(tái)高分辨率數(shù)碼相機(jī)。至關(guān)重要的電子元件裝在一個(gè)加壓桶里，電線長(zhǎng)度達(dá)到2英里(約合3200米)。

在吊艙上的12臺(tái)攝影機(jī)中，8臺(tái)裝在外面充滿氮的防護(hù)罩內(nèi)，3臺(tái)裝備里面。所有這些攝影機(jī)都由地面人員進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，共使用3個(gè)微波信道。鮑姆加特的跳傘服裝有3臺(tái)高清攝影機(jī)，臀部2個(gè)，胸部1 個(gè)，任何一臺(tái)都足以完成現(xiàn)場(chǎng)直播的工作。地面上的工作人員使用聯(lián)合遠(yuǎn)程宇航成像和轉(zhuǎn)播系統(tǒng)跟蹤吊艙和鮑姆加特的飛行過(guò)程。借助于幾架大型望遠(yuǎn)鏡以及安裝在一臺(tái)4噸機(jī)動(dòng)底座的高性能變焦鏡頭，這一系統(tǒng)能夠讓天線鎖定目標(biāo)。

打破紀(jì)錄 創(chuàng)造歷史

鮑姆加特的太空邊緣跳傘不可與卡梅隆的深海潛水相提并論，但這仍舊是一項(xiàng)令人感到驚異的壯舉。他的驚天一跳打破了一項(xiàng)有著50多年歷史的紀(jì)錄。1960年，美國(guó)空軍上校喬-基廷從新墨西哥州10.28萬(wàn)英尺(約合31333米)的高空縱身躍下。與唐納德-沃爾什1960年乘坐“的里雅斯特”號(hào)潛艇潛入雅斯特馬里亞納海溝一樣，基廷的跳傘也是在很多相關(guān)技術(shù)沒(méi)有發(fā)明前完成的?；⑹?ldquo;紅牛同溫層”挑戰(zhàn)計(jì)劃的顧問(wèn)，沃爾什則是卡梅隆的顧問(wèn)。

作為普通人，我們很難想象從距地面近4萬(wàn)米的高度跳向地球?qū)⑹窃鯓右环N感受。鮑姆加特是幸運(yùn)的，從升空到縱身跳下，再?gòu)目刂粕眢w姿勢(shì)，打開(kāi)降落傘到安全落地，他順利完成這項(xiàng)不可思議的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的他決定暫時(shí)告別冒險(xiǎn)生活，多花點(diǎn)時(shí)間陪陪家人，偶爾會(huì)駕駛直升機(jī)執(zhí)行救援任務(wù)。