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熱氣球飛越北極的 百年挑戰

熱氣球不適合飛越極地


熱氣球觀光是一件很浪漫的事,它的原理也很簡單。根據阿基米德原理,空氣加熱後密度變小,在大氣壓力作用下,氣球會產生向上的浮力,當浮力大於熱氣球自重時,就能飛起來。除熱氣球外,還有輕氣球(氫氣或氦氣)和羅澤氣球(氦氣和空氣混合)兩類,它們的控制方法不太一樣,但基本原理完全一樣。

熱氣球飛越北極的 百年挑戰


熱氣球沒有機翼,也沒有螺旋槳,它通過調節高度順應不同氣流而飛行。如果天氣條件不穩定,最好不要飛行。我國《熱氣球飛行規則》明確規定,熱氣球自由飛行的風速最大不得超過8米/秒(28.8千米/時)。如果風速偏大,會把熱氣球吹離航道,甚至發生飛行事故。


地球上許多地方都可以乘坐熱氣球飛行,唯有兩極地區最不合適。極地氣候不穩定,惡劣天氣時有發生。霧、雪、積冰、結霜,這些都會妨礙熱氣球乘員視線,嚴重時還會引起飛行器的機械故障。另外極晝時沒有黑夜,一天24小時處在日光照射下,極易引起乘員生物鐘紊亂,導致極度疲乏。


如果真要去探險,北極或許會比南極容易些,而且最好在白天,也就是每年5-10月北極極晝之時。

北極也不是那麼容易去探險的。北極氣溫非常低,即便在一年最暖的8月份,平均氣溫也僅達到-8℃。而且極晝時在陽光24小時照射下,水氣蒸發量大,雲量也較多,散布的積雲常發展成雷雨。雷雨對飛行(包括飛機和熱氣球)的危害很大。雷雨降水常常是暴雨,雷雨雲又是低雲,暴雨和低雲嚴重影響能見度,影響熱氣球乘員和飛行員目視判斷。而且一旦閃電擊中飛行器,後果不堪設想。

熱氣球飛越北極的 百年挑戰



百年之前:


人類第一次熱氣球北極探險

然而人類天生具有冒險精神,不論環境多麼惡劣,總有人敢於第一個吃螃蟹,乘坐熱氣球北極探險。


19世紀90年代,瑞典工程師安德烈首先提出乘坐熱氣球去北極探險。經過籌劃部署,這個計劃還得到了炸藥發明家諾貝爾和瑞典國王奧斯卡二世的支持。


與安德烈同行的還有兩位科學家,一位是23歲的物理學家斯特林堡,另一位是27歲的工程師弗蘭克爾。他們的熱氣球從法國巴黎訂製,質量上乘。為保證北極的寒冷氣候不影響熱氣球,他們特地造了一個五層樓大小的防護罩。


經過各方面精心準備,1897年7月11日,安德烈的小組從瑞典升空啟航,飛往北極。根據天氣情況,他們預計飛行30至60小時就能到達北極點。然而不幸的是,他們出發後,再也沒有傳回任何消息。


33年後,一隊地質學家經過一個北極小島,發現了幾具人類遺骸和一處營地遺迹,還有一套日記本。經過科學化驗,證實這幾具遺骸就是安德烈他們三人,這讓人非常意外和震驚!日記本被冰雪浸蝕得厲害,但經過科學家的特殊保護處理,依然使記錄重見天日。

原來他們出發之後,氣球很快從高空落下,採取緊急措施後,他們貼著冰層滑行了三天之久,但氣球最終仍然墜毀了。失去了飛行工具,他們就完全喪失了繼續前進的希望。而且墜毀之地距他們出發地有500千米,距目的地——北極點也有500千米。這很尷尬,讓他們進退維谷。


面對冰冷的海水、破碎的浮冰和肆虐的寒風,他們不得不獨自應付。把裝備打包後,他們既沒有狗來拉雪橇,也沒有船能順水漂流,只能自己拉著去尋找能活下去的地方。他們找准方向,在浮冰上艱難跋涉。但是,他們再次絕望了,因為通過計算,他們發現北冰洋的洋流托著浮冰,也托著他們,正漂向相反的方向。結果,他們離計劃宿營的地方越來越遠,氣溫越來越低,食物也越來越少,有人還患上了雪盲症。


日記的記載截止於1897年10月8日,安德烈最後記載著天氣突然惡化,然後又發生了什麼事情,誰也不知道了,直到他們的遺體被後人發現。

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百年之後:


幾乎完美的熱氣球北極探險


即使遇到如此大的挫折,後人探險之熱情依然不減。大約100年後,英國探險家亞當斯再次開啟了熱氣球北極探險。


亞當斯熱衷於探險,他登上過地球七個大陸上所有的最高峰,分別到達過南北極的地理極點與南北磁極點。在探險的行家裡手看來,乘熱氣球的最大挑戰就是到達北極。在北極必須面臨其他地方沒有的生存問題,那裡天氣極不穩定,暴風雪隨時會出現;隨著經線在北極匯合,磁場力量越來越強,北極磁場強烈干擾導航,只有最先進的衛星導航才能有效地幫助探險家確定方向。


作為探險家,亞當斯把目標鎖定在北極,既是挑戰自己,也是向安德烈致敬,以完成他未競之事業。2000年5月28日,亞當斯仍然從瑞典出發,乘坐24米高的熱氣球飛向了北極。他沒有同伴,獨自一人飛行了4天,共前行960千米。


除了睡覺,亞當斯近乎完美地戰勝了在北極面臨的所有挑戰。飛行中,他時刻處在24小時不間斷的陽光照射下,還必須不斷檢查航向、風向和熱氣球高度,每天睡覺時間從沒超過3小時。進入北極腹地越來越深,亞當斯也幾乎疲勞到極點。在靠近極點的前一天,極度疲勞幾乎釀成大禍,他差一點從1200米高空墜落到北冰洋。


最終,由於身體極度透支和極地風暴爆發,亞當斯不得不在距離原定目標——北極點,僅有20千米的地方放棄前行,按原路返回了瑞典。


雖然最後功虧一簣,但亞當斯的北極探險仍然被認為是世界上獨一無二的壯舉,他本人以「世界上第一位乘熱氣球到達北極的人」為由,載入了吉尼斯世界紀錄大全。

熱氣球飛越北極的 百年挑戰


熱氣球飛越北極的 百年挑戰



再過十年:


人類終於順利飛越北極


在亞當斯探險之後10年,憑藉先進的科技裝備,人類終於乘熱氣球飛越了北極。這次是法國探險家艾蒂安。


艾蒂安是個多面手,既是科學家也是醫生,同時對極限狀態下人的心理也頗有研究。早在1986年,他耗時63天,依靠狗拉雪橇到達了北極點。2002年,他又耗時大約3個月,乘船橫渡北冰洋,從海上到達了北極點。


2010年4月5日,艾蒂安從挪威出發,孤身一人乘坐熱氣球飛向了北極。他計劃以大約7~10天時間飛越北極,在俄羅斯西伯利亞地區著陸。


艾蒂安的熱氣球高28米,寬16米,呈細長橢圓形,氣球內使用了氦氣和熱空氣的混合氣體。飛行中,艾蒂安也遇到不少困難。起飛兩天後,就在北極遭遇了暴風雪。為保證不被暴風雪吹離航向,他不得不降低高度貼著浮冰,在冰面上方僅100~300米處艱難飛行。而且,暴風雪也導致熱氣球上的太陽能板無法工作。電量不足,他不得不放慢速度,以平均10千米/小時的速度緩緩飛行。為保證航向正確,整個飛行期間,有一個16人的專業技術團隊在地面為他提供持續的高精度導航服務。

熱氣球飛越北極的 百年挑戰



與亞當斯飛行的時間不一樣,艾蒂安是4月份開始這次探險的,這時北極處在極夜和極晝的交替時間,艾蒂安不必忍受陽光24小時照射,睡眠狀態較好。同時作為醫生和科學家,他還在路上「自娛自樂」。一方面,他利用自己預先準備的一系列高科技設備,測量航行路線上的二氧化碳、懸浮顆粒物含量和臭氧含量,並記錄北極磁場變化。另一方面,他把注意力轉移到飛行途中難得一見的風景上,而這些北極風光確實美麗奇特,吸引他保持長時間興奮,抵抗疲勞。


最終,克服重重困難,歷時5天1小時30分鐘,飛行3130千米,艾蒂安飛到了俄羅斯西伯利亞東部苔原地帶。時年64歲,艾蒂安實現了他的宏偉目標——穿越北極的「陸海空三部曲」。同時,他也成為人類史上乘坐熱氣球成功飛越北極的第一人。

熱氣球飛越北極的 百年挑戰



就這樣,歷經113年的努力,人類終於乘坐熱氣球飛越了北極。這離不開前人不斷探索積累下來的寶貴經驗,更離不開科技進步,因為它為後人提供了可靠而先進的預測技術和導航技術,以及飛行設備和安全設備。


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