UAV会取代卫星吗

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  《经济学家》 2003年7月3日
  无人航天飞机(UAV)近期是一个热门话题,理想中的UAV可以在同一地点盘旋数月,它有可能拥有更久远的军事和商业价值。
  但建造它们并非易事。这种UAV最复杂的原型于6月26日在太平洋坠毁了。那是一架叫做“太阳神”号(Helios)的太阳能飞机。坠毁的原因还未查明,但是,大气湍流应该是一个重要因素。
  研制UAV的最终目的是使它可以在地球上某一点上空约20公里处盘旋六个月左右。这样,它就有望取代卫星进行地球同步通信。不仅如此,UAV距离地球更近,这意味着相关的传输和接收工具无须像原来那么强劲,使用它,成本更低,可传输的信息却更多。UAV也可以用作监视一个国家的海岸线,或者侦察武器。无论是用作通信还是侦察,无论是制造还是启动,UAV的成本都比卫星低廉得多。
  但要想让太阳能UAV在空中持续盘旋数月,还面临着很多障碍。大多数专家预测,大约还需一年时间才能实现这一设想。在“太阳神”号坠毁之前,它正准备进行一次仅仅40小时的飞行。最近,生产“太阳神”号的公司宣称,它们即将开始另一项为时三年的计划,用以研制基于UAV的通信服务设备。
  据称,三年之后,UAV就可以滞留在北美、欧洲等富有地区的上空,达数个星期之久。它可以提供更有竞争力的宽带服务。一个UAV将会向20万用户同时提供每秒至少5比特的连接,旋转飞行则可以保持信息的持续性。
  UAV保持长期飞行时间的必要条件是阳光充足。现有的飞行器都是靠电驱动,电又是由其他能源转化而来。但当夜晚降临时,飞行器却很难把阳光转化为电力。为解决这个问题,制造商采用了燃料电池,它使氧气和氢气发生化合作用,产生电和水。但这样的燃料电池只能支持无人航空飞机几个星期,氢气就会使用殆尽。
  另一个选择是使用超能电池——手机使用的锂电池的一种派生物。但专家指出,干电池和燃料电池的界限其实相当模糊,二者都是靠化学物作用产生电能。
  一种可以两全其美的方法是使用核能。卫星中已经使用过核能,起作用的并非核裂变,而是放射性衰变产生的热量通过热电偶转化成电能。很多人已经把这个方法视为一种理想的解决方式,但不可否认,使用核能必定会冒环境和政治的双重风险。
  UAV最主要的竞争对手来自无人驾驶飞船。虽然飞船在承担灵活性要求甚高的侦察任务时不如UAV,但是用作通讯传播,也许可以平分秋色。
  然而,一些专家指出,在制作上,飞船的技术不及UAV成熟。尽管充满氦气的气囊使得飞船可以携带更多有效负荷,但是同温层气流会不时冲击气囊,这意味着飞船必须具备更加强劲的驱动系统才能使其稳定工作。波音公司的高空飞船项目主管利兰·怀特(LeLand Wight)说,制作飞船在工艺上最大的挑战是找到一种气囊,地水准平面充气之后,在操作高空也可以正常使用。
  如果飞船承载量增加,将会带来另外一个好处,即飞船无须像UAV一样四处寻找稀奇古怪的能源。按照怀特先生的设想,使用内燃机来给太阳能电池充电即可。
  为了和研制UAV的公司竞争,波音正在为美国导弹防御计划制作一架样机,这架样机将于2006年投入飞行。怀特先生说,其实波音更想将飞船用于通讯传播。但是,如果UAV的研制按计划进行,那么它进入市场要比飞船早得多,从而将占有更多先机。
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