我們從哪里來?我們向何處去?我們在宇宙中是否孤獨?

要回答這些終極之問，僅僅立足于地球是不行的，我們還需要站得更高。用中國科學院院士萬衛星的話說，“走出地球再回望，置身局外才能獲得更有意義的全新視角。”

在近日召開的香山科學會議第666次學術討論會上，與會專家探討了走出地球，利用高空科學氣球進行南極科學實驗研究的相關問題。

高空氣球：空間科學研究的重要工具

高空科學氣球是一種運行于臨近空間的高性能運載工具與浮空試驗平臺。臨近空間一般是指海拔高度在20千米—100千米范圍內，介于地球大氣層與外太空空間的臨界區域。

作為飛行在平流層高度(20千米—40千米)的無動力飛行器，高空科學氣球是開展多種科學和技術研究的重要科學探測平臺，也是唯一成熟應用的浮空式臨近空間飛行器。“目前它已經成為與火箭、人造衛星等飛行器并駕齊驅的進行空間科學研究的工具。”會議執行主席之一、中科院空天信息創新研究院研究員蔡榕說。

事實上，人們利用高空科學氣球開展科學研究由來已久。早在1912年，美國天文學家維克托·赫斯就利用一個熱氣球，帶著3臺靜電器，飛上了5300米的高空。他的實驗表明，大氣輻射來自外太空。因為這個發現，他于1936年獲得諾貝爾物理學獎。

由于高空科學氣球具備長達數月的穩定“凝視”能力，可發放并回收重量、體積巨大的載荷，具有分辨率高、響應快、覆蓋區域廣、實驗靈活、周期短、成本低、高效能等優勢，美國、日本、法國等發達國家已經利用高空科學氣球開展了多年的南極科學實驗。

南極：放飛科學氣球的理想之地

當前，加強對南極的探測和認知，搶奪未來全球氣候環境政策制定的話語權，培育相關新興高技術產業，已成為世界各國的競爭焦點。“雖然我國也利用浮空平臺進行了對臨近空間的觀測工作，但在南極開展相關實驗對我們來說是嶄新的領域。”會議執行主席之一、中科院院士顧逸東強調，各國之所以選擇南極，是因為南極有著獨特的區位優勢。

南極內陸的夏季，有較長的極晝期，在此期間利用極區上空繞極環流的條件開展氣球飛行，氣球體積與浮力的變化波動較小，可使氣球在較穩定的高度上持續飛行，飛行時間通常在一星期以上。國際上，目前南極大型科學氣球飛行時間最長已超過一個月，小型氣球飛行時間最長已超過兩個月。與此同時，在南極開展氣球繞極飛行，沒有跨國飛行的限制，是全球范圍內開展長時間氣球飛行的最佳區域。

同時，極地也對認識地球系統和生命具有重要作用，是探索行星乃至宇宙的一扇窗。

蔡榕表示，從美國、日本和法國等國開展南極氣球飛行的情況看，南極氣球科學探測誕生了相當多的原創科學思想、使用了新一代科學探測技術和手段，激發科學家的潛能，取得重要科學成果，為前沿科學研究和先進的空間科學任務夯實基礎。

與會專家一致認為，利用南極大氣環流和無空域限制的獨特優勢，開展浮空平臺長航時繞極飛行科學實驗，打開地球科學、環境科學、行星科學、天文學的獨特窗口，對于地球系統科學的飛躍式發展和我國行星科學學科建設具有重要的戰略意義。

關鍵詞： 南極 放氣球 臨近空間