NASA最新發(fā)射的全球最大密封加壓（pressurized）氣球，創(chuàng)下了大型科學(xué)氣球在中緯度飛行的最長時(shí)間記錄。這個(gè)直徑達(dá)114米的氣球，被填充進(jìn)532000立方米的氦氣， 這大約相當(dāng)于六個(gè)太和殿的體積，繞南半球飛行了46天。它搭載著伽馬射線望遠(yuǎn)鏡，飛向了空間的盡頭。

盡管該氣球因?yàn)橐归g下沉被迫于7月2日提前結(jié)束了使命，但此次飛行仍是是NASA以低成本的“超壓（superpressure）”氣球取代衛(wèi)星上的里程碑。

幾十年來，傳統(tǒng)的“零壓”氣球?yàn)榭蒲腥藛T研究大氣化學(xué)、宇宙微波背景輻射及其他許多現(xiàn)象提供了絕佳平臺(tái)。但在溫帶地區(qū)，傳統(tǒng)氣球的耐力十分有限。白天，陽光照射加熱氦氣會(huì)造成氣體膨脹和泄漏。夜間，氣球冷卻下來，必須拋棄壓艙物以避免漂浮得太低。因此，零壓氣球的飛行要求十分苛刻，只能在夏季的兩極附近進(jìn)行長時(shí)間飛行，因?yàn)橐仓挥羞@個(gè)時(shí)候，持續(xù)不斷的日光可以保證其持續(xù)漂浮數(shù)周。

超壓氣球可以延長其在溫帶地區(qū)的持續(xù)飛行時(shí)間，對(duì)于天文觀測而言意味著嶄新的開端。

超壓氣球里面的氦是被加壓的，由于其體積不會(huì)隨著一天中的受冷受熱而改變，因此他們可以在無須釋放氣體或扔掉壓艙物的前提下，就穩(wěn)定在固定海拔。在過去的十年當(dāng)中，NASA曾派出發(fā)射過比此次更大、更雄心勃勃的超壓氣球，在中緯度地區(qū)穩(wěn)定飄浮了整整32天。

一般來說，氣球在科研方面主要用于采集高空的數(shù)據(jù)，比如進(jìn)行氣象監(jiān)控、軍事偵測等。和衛(wèi)星、飛艇相比，氣球的成本優(yōu)勢明顯。而且，衛(wèi)星一般運(yùn)行于大氣層外，氣球在大氣層的利用可行性更高些。傳統(tǒng)的氣球由于內(nèi)外氣壓的變化，夜晚在達(dá)到一定高度后內(nèi)部氣體收縮而爆炸，所以加壓密封的氣球能夠穩(wěn)定在一定的高度進(jìn)行工作而不會(huì)爆炸，是一個(gè)較大的突破。

7月2日，NASA工作人員在距Camaná鎮(zhèn)北32千米的秘魯海岸線邊帶回了這個(gè)氣球。這個(gè)任性的氣球，為研究人員傳送回了一些比較新的天體物理學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)。在飛行途中，它搭載了“康普頓譜儀和熱像儀”，英文原名為“Compton Spectrometer and Imager”的伽馬射線望遠(yuǎn)鏡，簡稱“COSI”。COSI項(xiàng)目由NASA出資贊助，主要由加州大學(xué)伯克利分校的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合法國、中國臺(tái)灣等地的學(xué)者研發(fā)，從2005年開始被應(yīng)用到有關(guān)的氣球科研項(xiàng)目中。在NASA的官網(wǎng)介紹中可以看到，COSI的發(fā)展前后歷經(jīng)30多年，分辨率從40立方厘米到2立方毫米，目前能量范圍在0.2到若干兆之間，可以掃描到四分之一的天空。

COSI質(zhì)量很輕，能夠?qū)崟r(shí)傳送回?cái)?shù)據(jù)。Nature雜志介紹道，COSI可以捕捉宇宙空間中的高能量電子流，測探射線是從天空的哪里發(fā)射出來的，從而解開眾多航天謎團(tuán)。Science雜志認(rèn)為，COSI主要用于探測有關(guān)物質(zhì)是如何融合構(gòu)成超新星的，它能夠觀測到超新星碎片上的放射性核物質(zhì)發(fā)射的伽馬射線，并有可能通過觀察到明顯的伽馬射線爆發(fā)，來測量超新星的偏振（polarization）現(xiàn)象。通常情況下地球磁場的存在使得偏振現(xiàn)象很難在兩極觀測到，而COSI望遠(yuǎn)鏡因能長時(shí)間在空中飛行使這一難題得以解決。加州的伯克利分校的Steven Boggs教授是COSI項(xiàng)目的領(lǐng)軍人，他說，需要在對(duì)的時(shí)間對(duì)的地點(diǎn)去捕捉伽馬射線爆發(fā)。

當(dāng)然，超壓氣球也有其局限。對(duì)于會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的研究來說，這些數(shù)據(jù)只能被存儲(chǔ)在氣球飛行中的設(shè)備上，因此超壓氣球以及它搭載的儀器必須確保不會(huì)掉落在海洋中。

即便如此，NASA已經(jīng)將超壓氣球列入了未來幾年的任務(wù)單上，用以研究從暗物質(zhì)到宇宙射線在內(nèi)的一系列現(xiàn)象。位于德克薩斯州圣安東尼奧西南研究所的行星科學(xué)家Eliot Young說，如果這種氣球能搭載自己的望遠(yuǎn)鏡，他將十分開心。隨著越來越多的超壓氣球?qū)⒉杉酱罅坑杏脭?shù)據(jù)，“每個(gè)人都會(huì)意識(shí)到這是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)?！?/p>