本周，优酷不怎么光彩地火了一把。“气球少年”和他们的太空梦勾起了我的一些回忆。几乎没有一个小孩曾经不对太空产生过向往，过去的半个世纪也是人类努力挣脱地球引力圈次数最多的五十年。
同样在本周，美国国家航空航天局也要在航天飞机之后再次启程，全新一代的“猎户座”飞船将进行第一次试验飞行。在“土星”五号之后，从卡纳维拉尔角矗立的“德尔塔”4 上能看到与未来的“太空发射系统”SLS 带着下一批勇敢的人类登上其他星球的土地，他们将走得更远，不是月球而是火星。
成为一个宇航员实在太难，从 1961 年加加林至今，也大约仅有不到 450 人进入太空。在太空旅行变得廉价之前，亲眼看一眼地球的全景几乎完全是个梦——我之所以说“几乎”，是因为还有可能通过努力，亲手拍到地球全景的照片。
探空气球是一种成本较低，能够方便抵达准空间环境并返回的航空器。“气球”这个类型的航空器被统称为利用空气浮力的航空器。现代使用氢气或氦气填充的气象气球最高可以抵达 36000 米到 38000 米的高空，常规的空气动力飞行器难以滴抵达这个高度，而这个高度已经是地球大气平流层的中上部，已经可以看到地球的弧线。
完成高空拍摄的步骤听起来非常简单。你首先需要一个专业的气象气球，填充氢气或氮气。在气球下方安装降落伞，在上升阶段自然收紧，当气球抵达高度限制爆破，降落伞会张开让你的载荷平安抵达地面。载荷中则包含相机，GPS 追踪器，加热器等等部分。
气球
一个合格的高空气球基本上本来就是供给气象部门使用的。这种气球使用天然橡胶或氯丁橡胶制成，有较大的膨胀余量。气球中可以填充氢气或者氦气，氢气更便宜，密度更低所以同样的体积升力更大。
但因为氢气化学成分较为活跃，也较容易被静电放电点燃爆炸，发生危险。而氦气更加昂贵，密度稍大，但作为惰性气体更加稳定，几乎不会发生任何危险。气象气球、气体和降落伞都不是管制物品，可以方便的买到。
气球下方一般使用尼龙绳索连接，再下方安装一顶降落伞。通常情况下，一米直径的降落伞便已足够。充气适当的气球上升速率大约为 300-400 米每分钟，有一段时间会通过民航飞行器的飞行器高度层。
按照国际航空法规的要求，气象气球上必须安装增大雷达反射截面的材料，比如金属薄膜外层。在我国境内放飞时，建议避开城市以及稠密人口聚居区，还有大型机场。建议资讯当地的空管部门加以确认与审核。
特别要说明一下的是，给气球充气的时候一定要遵循安全规程，尤其是氢气球。无论是氢还是或氦气，气球都要在正式飞行之前再充气，不可以提前充气。气象气球的球皮非常薄，充气时注意不能直接放在地面上，需要干净的衬垫，另外也要注意戴光滑布料的的手套，以免手上的油污影响气球的性能。
以上这些环节如果出现问题，最坏的结果就是飞行失败。但是这里要特别强调一项危险的操作：氢气球充气。如果你选用氢气球，请将球皮中的空气排空，以达到最好性能同时避免静电爆炸。请购买合格的钢瓶和减压阀，或找专业人士协助，切记不可以轻举妄动，以免酿成悲剧。千万记得，氢气是非常危险的物质。
设备载荷
载荷说的就是气球下方的吊舱中搭载的探测设备。对你来说，这些设备应该具备这几项基本功能：视频/图像记录，位置记录，位置回报等。好消息是，你现在根本不需要采购单独的这些传感器，什么温度计啦气压计啦罗盘啦什么的，现在任何一台中端智能手机都包含上述只多不少的功能。不过呢，你的气球在穿过对流层抵达平流层时会经历零下 50 摄氏度左右的低温，如果你使用智能手机来记录，最好为你的手机配备保暖或加热措施。
保险起见，可以使用现在很流行的运动摄像机，这些运动摄像机相比智能手机好处很突出，比如镜头较为广角，视频拍摄时间较长，有防水外壳防止结露，续航时间更加可控等等。不过最好配备数个备份，比如一个相机定时拍照，一个持续录像，以免设备失灵，让你的飞行竹篮打水。另外，作为爱好者，放飞气球的时候请尽量精简携带的电子设备，因为重量和电池都较为有限。
定位设备非常重要，如果无法范围准确的地理坐标，那么你的气球就是踏上了一趟单程航线。现在市面上有很多的成熟追踪方案，常见的 GPS 追踪器可以通过 GSM 手机网络以短信的形式发回坐标。但使用这种方案气球在空中则是完全没有办法追踪的，因为高空中没有手机信号。或者使用民用无线电发报设备，通过手台接收 GPS 坐标。这种方式需要较大功率的发射芯片与天线，同时较为费电，但最终较为及时。另外，要使用通过审核与备案的民用无线电接受台。
环境适应
和地面不同，三十多公里的高空不仅温度非常低，电子系统还可能遇到各种难以预料的问题。为了避免结露遮挡镜头，可以给相机加上防水外壳或外套，外套中可以加入干燥剂。为了抵抗低温，请不要使用干电池，一般电子产品使用的锂离子电池就可以适应低温环境。结合携带的电子设备，请搭配适量的电池组满足电源需求。
所需的设备最好装在一个完整的吊舱中，避免落地时摔坏或散落各处。常见的泡沫箱就是很好的材料，同时满足了密封和保温的需求。同时，可以在泡沫箱外部或内部粘贴铝箔，在保温的同时，方面最终回收时肉眼识别。
气球与吊舱之间是非刚性连接，会受到气流巨大的影响。在气球爆破，吊舱下落的过程中，翻滚也是难以避免的。所有的设备最好固定在吊舱中，可以在泡沫箱上打孔以安放相机，相机镜头可以稍微朝向下方，以拍到地球完整的图片。
放飞与回收
所有的设备都组装检查完毕后，就可以前往希望的呃放飞地点了进行放飞了。虽然对流层高空的风向无法预测，但也要尽量选择晴朗的白天，远离城市的平原地带进行放飞。气球的充气量与气球尺寸有关，尺寸越大的气球越能抵达更高的高空，上升速率更快，最终溅落的地点也就相对越远。按照经验来说，气球充气后提供的升力最好比选定的载荷的质量稍大，这样能有稳定的上升速度。
其实，气球飞行的轨迹也并非完全不能预测，剑桥大学就有一个探空气球飞行路线预测的网站：http://predict.habhub.org，这个网站基于对全球大气环流的分析，能够预测任意地点的气球放飞轨迹。只要在网站上选好地点，海拔，时间，同时输入气球尺寸和载荷质量，网站就能声称一条预测的飞行轨迹，并预测气球会大约在何时何处爆炸，以及最终的大致落点。同时，生成的 KML 文件还可以导入 Google Earth 软件，以三维的方式更清晰的查看。
在气球出发之后，最好的追踪方式是驾车，根据收到的坐标回报调整行驶方向。最好尽快出发，以免电池耗尽，无法获得准确位置导致目标丢失。为了方便寻找，可以在吊舱上写上“科学物资，捡到请联络 XXXX”类似的信息，但请千万不要写“危险，勿动”一类，原因你懂的。另外，也请不要把自己的吊舱伪装成外星制品。
注意事项
放飞气象气球需要遵守《通用航空飞行管制条例》，使用民用无线电基地台也需要备案的无线电设备。原理城镇和人口稠密区，祝你玩的愉快。
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