3.6萬米世界第一跳:揭秘高科技極限跳傘裝備

身穿特制宇航服的菲利克斯·鮑姆加特納(Felix Baumgartner)14日從接近3.9萬米的太空邊緣跳傘，最終歷時(shí)4分22秒平安降落到美國新墨西哥州的指定地點(diǎn)。雖然他創(chuàng)造的載人氣球最高飛 行、最高自由落體、無助力超音速飛行等多項(xiàng)世界紀(jì)錄還有待國際航空聯(lián)合會的認(rèn)證，但無可否認(rèn)，這位43歲的奧地利冒險(xiǎn)家成功挑戰(zhàn)人類極限完成了史無前例的壯舉。那么，這堪稱人類史上最“奮不顧身”的一跳，究竟要怎樣完成呢?

首先，想要從那么高跳下來，就得先升上去，而鮑姆加特納所乘坐的載具是一個(gè)世界最大的超級氦氣球，這個(gè)氣球重達(dá)兩噸，比自由女神像還要高，光是給它充滿氦氣就要花費(fèi)45分鐘到1小時(shí)。讓我們通過下面的圖片直觀地知道這次鮑姆加特納乘坐的氣球有多么霸氣側(cè)漏。

俗話說好馬配好鞍，以超音速做自由落體運(yùn)動(dòng)自然也需要一身好衣服，下圖便是為鮑姆加特納特制的飛行服，呃……看上去這更像是一件宇航服。

然后，我們可以從下圖中詳細(xì)了解這次極限挑戰(zhàn)的全過程，圖中同時(shí)還列出了鮑姆加特納預(yù)計(jì)將要?jiǎng)?chuàng)造的幾項(xiàng)新紀(jì)錄。為了讓你對12萬英尺的高度有一個(gè)感性的認(rèn)識，圖中特別列出了一些與之對比的高度，比如珠穆朗瑪峰。

“太空邊緣”跳傘成功落地

完成宇航服加壓后，這位極限運(yùn)動(dòng)員頭部向下縱身跳向地球，按照預(yù)測，其下降速度在短短40秒內(nèi)可從0飆升至1120公里/小時(shí)，超過了音速。在距離沙漠著陸點(diǎn)只有最后1500米時(shí)，他打開降落傘，并最終成功著陸。

跪在地上的鮑姆加特納，勝利地舉起了拳頭。地面任務(wù)控制中心內(nèi)爆發(fā)出熱烈歡呼，向這位勇士表示祝賀和敬意。

鮑姆加特納曾是美軍跳傘表演隊(duì)成員，迄今為止已經(jīng)從客運(yùn)飛機(jī)、直升機(jī)、摩天大樓及其他地標(biāo)性建筑上成功跳傘2500多次。為挑戰(zhàn)自由落體跳傘的更高極限，他籌備及嚴(yán)格訓(xùn)練了5年，并“出血”12.5萬英鎊購置可經(jīng)受住低溫和低壓的特制宇航服。

即便有宇航服保護(hù)，跳傘過程仍然危險(xiǎn)重重。距地面3.9萬米的平流層接近真空，氣壓只有地球的1%，如果宇航服或頭盔破裂，超低氣壓將導(dǎo)致鮑姆加特納血液沸騰，危及生命。

今年3月和7月，他分別成功挑戰(zhàn)了約2.1萬米和2.9萬米高空跳傘。原定于上周進(jìn)行的這次創(chuàng)舉，因風(fēng)速太大被迫推遲。

鮑姆加特納14日打破的多項(xiàng)世界紀(jì)錄還有待國際航空聯(lián)合會的認(rèn)證，但毫無疑問他已經(jīng)超越“平流層跳傘之父”喬·基廷杰1960年創(chuàng)造的天際跳傘高度極限。

鮑姆加特納接受媒體采訪時(shí)表示：“對我來說，最大的挑戰(zhàn)莫過于成為人類史上第一個(gè)通過自由落體進(jìn)入超音速的人，但這不是主要?jiǎng)訖C(jī)。該項(xiàng)目旨在收集未來有可能拯救宇航員、飛行員甚至太空游客生命的數(shù)據(jù)，將對設(shè)計(jì)目前仍是空白的地球周邊區(qū)域的急救措施做出重要貢獻(xiàn)?！?/p>

跳傘裝備揭秘

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1.6萬英尺(約合4876米)的大氣壓。

與賽車駕駛室類似，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來，面積接近200萬平方英尺(約合16.2萬平方米)。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，上升過程中，熱氣球不斷膨脹，最終所充氦氣將達(dá)到3000萬立方英尺(約合85萬立方米)，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，充氣過程接近一個(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，以做到萬無一失。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，他會打開主降落傘。如果下落速度超過每秒115英尺(約合每秒35米)或者高度較低，自動(dòng)防故障裝置將打開主降落傘。15分鐘后，鮑姆加特會安全降落地面。

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10萬英尺(約合3萬米)的高空，速度因空氣阻力小而大幅提高。

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

加速計(jì)和阻力傘

很多人都看到過飛機(jī)失控旋轉(zhuǎn)的畫面，高空跳傘面臨同樣的危險(xiǎn)，加之人體旋轉(zhuǎn)的速度超過飛機(jī)，這種危險(xiǎn)更大。失控旋轉(zhuǎn)足以讓人喪失意識，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3.5G后打開，起到穩(wěn)定作用。下落過程中，鮑姆加特曾在中途發(fā)生翻滾，但很快調(diào)整過來。

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臺高清攝影機(jī)和3臺4K攝影機(jī)，同時(shí)還裝有3臺高分辨率數(shù)碼相機(jī)。至關(guān)重要的電子元件裝在一個(gè)加壓桶里，電線長度達(dá)到2英里(約合3200米)。

在吊艙上的12臺攝影機(jī)中，8臺裝在外面充滿氮的防護(hù)罩內(nèi)，3臺裝備里面。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臺高清攝影機(jī)，臀部2個(gè)，胸部1個(gè)，任何一臺都足以完成現(xiàn)場直播的工作。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程。借助于幾架大型望遠(yuǎn)鏡以及安裝在一臺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)。