武哲背后的中国临近空间研发　为何成为开刀对象？

海平面以上20至50公里是一个怎样的空间？这里对于使用燃油爬升的航空飞机来说过于遥远，对于卫星而言又过于贴近地面、无法脱离地球的引力并环绕地球运转。这个曾经默默无闻、少有公众知晓的领域随着中美气球争端发酵，突然引发热议。
中国临近空间（Near space）研发领域的领军人物武哲亦因今次事件受到美国媒体关注，其在2019年就曾经将飞艇送往北美洲上空、进行环球飞行。究竟这位科学家实现了怎样的科学突破？其团队背后，中国临近空间领域研发成果又如何？

临近空间是什么？

高辐射、低气压、低温、干燥——这里的条件接近现代火星的表面环境，是科学家们探索地球外的宜居环境、生命信号的理想实验区域；由于距地表更近，从这里送回的图片和影像等更是十分清晰，却又有足够的高度使其不被雷达发现；此外，稀薄的空气还给了往往面临空气阻力挑战的高超声速飞行器创造了适宜条件。

更关键的是，能够在这一范围内使用的浮空器，要比飞机和卫星的运行成本低得多。毕竟，飞机飞行需要不断消耗燃料，而卫星从用火箭发射到维持轨道高度亦同样需要燃料以及高昂成本。相比之下，浮空器只要气囊不漏气，便可以长时间在空中漂浮。

然而，极端的自然条件也对气球、飞艇的囊体材质的耐受性、密封性产生很高要求，控制气球飞行、定点回收也都是难以克服的技术难关。因此各国科学家、政府长期以来只能对这个充满开发潜力的空间望而却步。二战后不久，美国军方便启动大规模项目“Project Genetrix”，将具有拍摄功能的高空侦察气球送往苏联及其盟国境内，但这一计划也以失败收场，军方最终以间谍飞机来代替高空气球。

事实上，中国科学院也早在1984年就建成了第一个高空科学气球系统，并与日本宇宙科学研究所合作进行了从日本至中国的跨太平洋飞行，与苏联合作进行了北半球飞行距离最长的跨境飞行。但有关研发和探索后来一度沉寂下来。

现今这类高空气球则被很多国家用于进行天气预报和大气研究。直到近20年左右，随着部分技术难关被克服，临近空间又逐渐引起各国注意，包括在漫长的伊拉克战争、阿富汗战争期间，美国军方因对敌方小型武装团体侦察需要而再度激发对这一空域飞行器的需要。

这次因“气球事件”而引发关注的武哲则早在2006年便开始带领北京航空航天大学的团队从事“临近空间”的飞行器研发工作。透过武哲的在临近空间领域的探索和活动，可以发现中国近些年在这一领域取得的突破。

控制“流浪气球”

据新华网军事栏目报道，由于临近空间地处平流层，没有空气对流效应，浮空器很容易受到风速影响而不受控的移动。《环球时报》亦引述中国军事专家张学峰指，在临近空间内浮空器的可控性较差，搭载的设备量少，并不适合对万里之外的目标进行过境侦察行动。

2015年武哲团队的飞行试验便克服了这一问题。据北京航空航天大学官方微信公众号当时发出的文章报道，由武哲教授带领科研团队研制的飞艇成功试飞，该飞艇体积近2万立方米，使用电推进螺旋桨调控，升空后由太阳能提供动力。报道指，该飞艇为全球首个成功试飞的具备持续动力、可控飞行和重复使用能力的临近空间飞艇。

2019年，武哲宣布其团队的一艘非太阳能电能驱动的飞艇成功实现环球飞行：“这是人类首次在2万米高空，使用空气动力控制的平流层飞艇环球飞行。”——他对《南方日报》记者表示，这艘“追云号”飞艇是实现将大量可操纵气球送入临近空间的愿景的一个里程碑。

目前，世界各国的研发人员都在面临同样的难题。来自美国“临近空间公司”（Near Space Corporation）总裁Kevin Tucker表示，为了控制飞行，科研人员需要不断地更新天气状况，并对气球的飞行轨迹进行建模，而不会像普通的气球一样漫无目的的随处飘荡。

“一旦我们离开了3万至4万英尺（9千至1.2万米）的地表天气，我们就有了非常高的可预测性，所以通过轨迹模型，我们就能非常准确地知道气球将去哪里、我们将在哪里进行测试演习，然后进行定点下降。”他称，通过这样的模型，科研人员就能在一定程度上预测气球飞行的大致轨迹。

带乌龟进入“临近空间”

近些年来，中国尚在探索阶段的商业化飞艇研发项目也取得了取得了技术上的突破，然而有专家曾指，该技术仍不具备商业化潜力。武哲帮助成立的北京南江空天科技股份有限公司研发的“圆梦号”在2014年10月完成放飞，而深圳光启集团的“旅行者号”飞艇完成了放飞实验。后者的载人项目“旅行者”3号浮空器更是在2017年，成功把一只活体乌龟带上距地表21公里的临近空间。这次试飞亦是全球首次携带活体动物进入临近空间的浮空器飞行试验。

“乘坐商用临近空间飞行器，可以实现普通人的近太空旅行梦想。”光启集团总裁刘若鹏当时表示，为了实现普通人的“近太空”梦想，集团未来的载人系列“旅行者”号主舱，将可以容纳6名旅客，让普通旅客在临近空间内看到地球的完美弧线、无需身着宇航服，亦无需承受失重、离心力等艰苦考验，让整个飞行过程像乘坐电梯或缆车一样平稳舒缓。

各国逐鹿军工商业融合

中国从不否认临近空间在科研、军事层面上的重要性，提出“军民融合”，而临近空间飞行器不论在商用、科研上都是正常不过的研发对象，大国科技竞技之一环。追求军事与商业及产业之间有效融合，亦非中国独有，美国也不例外——由艾森豪威尔时代提出的“军工复合体”乃至近年的“数码军工复合体”，Google、 facebook，以至Tesla的“星链”等，都与五角大楼拥有大量合同，形成一个巨型的生态系统及利益集团，支持美方军事行动。

再者，近期多家西方传媒在翻查、报道武哲等重点中国临近空间研究者，却没拿得出证据指证其研究项目与今次气球事件有关。《华尔街日报》引述公开商业记录指出，美国因“气球风波”在2月10日把6家中国公司列入商务部黑名单，当中至少4家与武哲有管理或财务关连。商务部工业和安全局（Bureau of Industry and Security）指出，这6个实体为解放军航空航天项目现代化提供支持，范围涉及气球、飞艇及相关材料和部件。 但有趣的是，美方并未公开指出这些公司参与了被美军击落、所谓“间谍”气球的生产，便已霍霍挥动制裁大棒。