3.6萬(wàn)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(wàn)米的太空邊緣跳傘，最終歷時(shí)4分22秒平安降落到美國(guó)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(wú)助力超音速飛行等多項(xiàng)世界紀(jì)錄還有待國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)的認(rèn)證，但無(wú)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(wú)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(lái)，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(jí)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(guò)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(shuō)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(guò)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(duì)12萬(wàn)英尺的高度有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，圖中特別列出了一些與之對(duì)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(cè)，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(guò)了音速。在距離沙漠著陸點(diǎn)只有最后1500米時(shí)，他打開(kāi)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(wàn)英鎊購(gòu)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(guò)程仍然危險(xiǎn)重重。距地面3.9萬(wàn)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(wàn)米和2.9萬(wàn)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(guó)際航空聯(lián)合會(huì)的認(rèn)證，但毫無(wú)疑問(wèn)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(duì)我來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)莫過(guò)于成為人類史上第一個(gè)通過(guò)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(lái)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(duì)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(wàn)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(guò)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(wàn)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(shù)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(guò)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(wàn)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(guò)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(kāi)來(lái)，面積接近200萬(wàn)平方英尺(約合16.2萬(wàn)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(guò)程中，熱氣球不斷膨脹，最終所充氦氣將達(dá)到3000萬(wàn)立方英尺(約合85萬(wàn)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(guò)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(wàn)無(wú)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(huì)打開(kāi)主降落傘。如果下落速度超過(guò)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(kāi)主降落傘。15分鐘后，鮑姆加特會(huì)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(cè)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(cè)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(guò)10萬(wàn)英尺(約合3萬(wàn)米)的高空，速度因空氣阻力小而大幅提高。

下落過(guò)程中，鮑姆加特借助隨身攜帶的攝影機(jī)將畫(huà)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(guò)程中大部分時(shí)間都可以與控制中心對(duì)話。跳下吊艙后大約4分22秒，他順利打開(kāi)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(guò)預(yù)計(jì)。

加速計(jì)和阻力傘

很多人都看到過(guò)飛機(jī)失控旋轉(zhuǎn)的畫(huà)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(guò)飛機(jī)，這種危險(xiǎn)更大。失控旋轉(zhuǎn)足以讓人喪失意識(shí)，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(guò)3.5G后打開(kāi)，起到穩(wěn)定作用。下落過(guò)程中，鮑姆加特曾在中途發(fā)生翻滾，但很快調(diào)整過(guò)來(lái)。

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(tái)高清攝影機(jī)和3臺(tái)4K攝影機(jī)，同時(shí)還裝有3臺(tái)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(zhǎng)度達(dá)到2英里(約合3200米)。

在吊艙上的12臺(tái)攝影機(jī)中，8臺(tái)裝在外面充滿氮的防護(hù)罩內(nèi)，3臺(tái)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(tái)高清攝影機(jī)，臀部2個(gè)，胸部1個(gè)，任何一臺(tái)都足以完成現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程。借助于幾架大型望遠(yuǎn)鏡以及安裝在一臺(tái)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)。