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五代时，随夫从军的辛七娘，将竹签扎成方框，将纸糊成灯笼形状，在底盘上放上燃烧的松脂，乘着热气飞向天空。这个装置后来被命名为孔明灯。很长一段时间，把灯笼放在天上成为古人祈求上天和许愿的一种方式。

作为中国最早的气球，孔明灯笼在我们的生活中早已习以为常。谁也没想到，一个来自中国的气球会在千里之外的美国掀起轩然大波。

2月3日晚，一则关于“中国气球误入美国领空”的新闻上了热搜。美国媒体大做文章，称其为来自中国的“间谍气球”，因为该气球不仅在美国上空漂浮，甚至一度逼近高度机密的美国核导弹基地。

对此，中国外交部发言人表示：“该飞艇来自中国，属于民用性质，用于气象等科学研究。受西风带影响，自控能力有限，飞艇严重偏离预定航线。中方对飞艇因不可抗力误入美国表示遗憾。中方将继续与美方保持沟通，妥善处理这一由不可抗力引发的突发情况。”

美国国内政坛关于气球的争论不绝于耳，共和党候选人特朗普借机嘲讽拜登政府。

据外交部网站2月5日消息，今日上午，外交部就美方击落中国无人飞艇发表声明，称中方对美方使用武力攻击民用无人飞艇表示强烈不满和抗议。

在普通大众的认知中，过去对气球的理解可能仅限于飞行高度和距离有限的热气球。现在人们突然意识到，一个“流浪气球”可以在3万多米的高空飞行数万公里，避开现代雷达等高科技探测手段，甚至一度让世界上最先进的战斗机束手无策。

一般来说，海拔越高，空气越稀薄。在内外压力差的作用下，有些热气球会在到达一定高度时膨胀爆炸。如此脆弱的气球，如何在万里之外升上天空，飘洋过海？

01

漂洋过海去流浪

1782年12月，法国阿尔代什的孟修士决定制作一个直径为12米的气球，气球由棉布和薄纸混合制成。这个气球重225公斤，体积800立方米，是由热空气托起的。第二年的4月25日，气球被释放，升上天空，达到约400米的高度。

1783年11月21日，两名法国人乘坐蒙塔古兄弟发明的热气球从巴黎西部的布洛涅花园起飞，在空中停留了25分钟，最后降落在巴黎意大利广场附近。第二年，梦格飞兄弟的热气球可以飞到3000米。这是最早记录的关于热气球的故事。

图为1783年气球飞行实验绘画：克劳德-路易德斯莱(1746-1816)。

19世纪末，随着具有良好延展性的充气橡胶气球的制造，气球高空探测的范围进一步增加。

20世纪60年代，大型非充气薄膜塑料气球得到广泛应用，世界上一些发达国家开始大规模发展高空气球技术。在大气和空间科学研究中，气球开始与火箭、卫星和其他飞行器并驾齐驱。

资料显示，高空气球的球体多由高压聚乙烯材料热压熔焊而成，低温性能和抗拉强度都很好。为了提高负载能力，大型气球还沿其总线安装了尼龙加强筋。球体的形状多为自然，采用所谓的零压式，即在球体下部留有排气管，使内外相通，压力差为零，以防止气球升空后因球内压力增大而爆裂。

氦或氢是常见的

1978年8月27日晚，一个巨大的银色气球在法国西北部小镇迈尔附近缓缓降落。气球下面挂着一个红黄相间的豆荚，颜色鲜艳。经过六天六夜的飞行，这只名为“双鹰二号”的气球从美国缅因州海岸出发，一路飞越大西洋，抵达濒临英吉利海峡的诺曼底。它第一次实现了飞行员“乘气球飞越大西洋”的梦想。

“双鹰二号”气球飞越法国。

“双颖二号”气球的球体由尼龙和轻质合成橡胶制成。高30米，直径20米，载重2000多公斤，氦气装载量5000立方米。球体上部涂有银白色，以免加热氦气，增加浮力，使气球升得太高；下部涂成黑色，可以在夜间吸收海洋的热量，防止气球受凉，浮力降低，降得太低。

图为“双鹰”在航行过程中拍摄的画面。

在随后的30年里，飞行气球发展迅速。2015年1月，一只同样名为“双鹰”的氦气球再次成功飞越太平洋，创下了飞行距离最长和气球航行持续时间最长两项世界纪录。

美国人特洛伊布拉德利(Troy Bradley)和俄罗斯人列昂尼德图科特亚夫(Leonid Tukotyaf)共同操控“双鹰”从日本佐贺县起飞，驶向迷雾重重的太平洋。6天16小时38分钟后，“双鹰”降落在距离墨西哥巴哈海滩4英里的海域，完成了10695公里的飞行。

漂洋过海去“流浪”，只是热气球发展史上的一个注脚。在这段旅程中，用于民用甚至军用的气球逐渐转变为大气和空间科学研究中不可或缺的一员，气象气球就是其中之一。

02

平流层中的“科技之旅”

气象气球是一个由橡胶或塑料制成的球形外壳，里面充满了比空气轻的气体，如氢气和氦气，可以用仪器带走。

一般而言，气象气球大致可以分为探空气球、系留气球、定高气球、平流层气球等。

探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空，以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测；系留气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球，升空高度2000米以下，主要应用于大气边界层探测；定高气球是一种保持在近似固定高度上随风漂流、用于大气探测的气球，是人类研究对流层的重要工具。

不同于常规的无线电探空气球和定高气球，平流层气球是升至平流层高度进行探测的大型气象气球，主要用于科学试验研究，采用现代定位跟踪遥控遥测等技术，其所携带的仪器能够在指定地区里回收。

飞艇也是浮空器的一种，根据工作原理的不同，浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等，其中飞艇和系留气球是军民利用价值最高的浮空器。

气球与飞艇二者最大的区别是，飞艇具有推进和控制飞行状态的装置，自带动力系统，可以自行飞行，尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。飞艇分有人和无人两类，也有拴系和未拴系之别。大型民用飞艇可用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等。

1957年3月，美国一艘ZPG-2型软式飞艇就在不加燃料的情况下，创造了连续飞行264.2小时的世界记录。飞艇可以在其气囊中携带形状和尺寸几乎不受限制的大型雷达天线，军用飞艇的能耗和飞行费用比飞机少约30%。

在现代社会中，飞艇和气球都被应用到高能物理、天文、空间物理乃至互联网等各个领域。谷歌X实验室2011年着手研发、2013年推出的“互联网气球”项目ProjectLoon就曾在全球引起轰动。这项技术旨在通过氦气球为偏远地区的人们提供上网服务，甚至在2015年时获评为《麻省理工科技评论》的年度十大突破技术之一。

据悉，谷歌所使用的高空气球是由聚乙烯材料制成，直径15米、高12米，内置太阳能电池板、GPS定位设备，无线电收发器、环境检测器等设备，可以在距地面20公里的平流层中飞行，并且每个气球能够覆盖直径约80公里的地面区域。

谷歌气球最为经典的应用案例，是在2017年的秘鲁洪灾与袭击波多黎各的玛利亚飓风等环境灾难中，为数以千万计的用户提供了互联网接入服务。

历经9年，谷歌X实验室于2021年关闭了“互联网气球”项目ProjectLoon

不过谷歌这项宏伟的“互联网气球”项目最终败给了高昂的成本。除气球本身造价不菲外，网络维护成本也居高不下。2021年1月22日，谷歌X实验室关闭Loon项目。

国内也不乏研发气象气球的公司，最成功的一家生产企业曾是一家濒临倒闭的橡胶厂。

1999年，化工部乳胶工业研究所成为国内第一批转制的科技企业，更名为中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司（简称株洲橡胶院），自此开始投建医用丁基橡胶瓶塞生产线。由于前期经营不善及市场剧变，濒临倒闭的株洲橡胶院于2003年停止该项目，转而研发探空气球。

株洲橡胶院在探空气球展露头角始于2010年。当年，中国气象局首次承办世界气象组织（WMO）第八届国际探空仪系统比对实验，为了使用国产气球，打破以往比对实验全部采用日本生产的探空气球作为飞行载体的历史，株洲橡胶院在2009年临危受命，最终研发的探空气球，比芬兰Vaisala公司在德国斯图加特自动放球器试验中提供的探空气球还高出近20%。

据公开资料显示，目前株洲橡胶院已经掌握了浸渍法和旋转成型法两种气球生产工艺，产品品类从10克覆盖到5000克，探空高度更是达到了48000米。

48000米是什么概念？有资料显示，民用飞机短航线的飞行高度一般在6000米至9600米，长航线的飞行高度一般在8000米至12600米。

03

不可忽视的军用气球

由于飞行高度足够高，有时气象气球会被不明就里的大众当成UFO。2020年6月17日，日本仙台上空出现不明飞行物，在部分日本网友眼里，在遥远的高空中漂浮着的白色球体就像一个UFO。此后，日本自卫队的直升机紧急升空探测。

图为2020年6月17日日本网民拍到的气球

对于这个白色球体，仙台市天文台后来表示，“从形状上看，应该是观测气球。”

除用于科研探索外，气球在历史上也被用于军事。军用气球除了在侦察、监视、通信、中继、运输等方面发挥作用外，也被用于火箭发射、无人机群投送等方面的研究中。

事实上，在18世纪孟格菲兄弟研制出载人热气球后，法国就把气球派到了侦察现场。在与奥地利军队对阵中，法军侦察人员坐在军用气球“创业号”的吊篮中升上高空，轻松地完成了空中侦察任务。

在众多的研究国家中，美国对军用气球的研究驾轻就熟。很长一段时间，西方国家都将气球用于战场侦察。冷战初期，气球已经成为间谍游戏的重要组成部分。

有资料记载，美国曾经针对苏联制作出一种“间谍气球”。它体形庞大，直径近40米，吊篮内配备着先进的摄像机和定位系统，能在1.8万米的高空对苏联进行拍照侦察。但因为气球会“随风逐流”，很难掌控，最后收效甚微。

系留气球的出现大大提升了气球的“侦察”功能。2001年爆发的阿富汗战争中，英军将长10多米的气球放置在600多米的空中，下面用钢铁缆绳固定。通过缆绳中的信号传输线，地面基站就可以接收到气球上所安装摄像头和雷达所捕捉到的信息，昼夜不停地对敌方进行侦听。

美军“战斗天星”小型高空气球

至今，高空气球依然是美国研究的重点。Politico曾报道称，“美国五角大楼大幅增加了高空气球的预算，希望它们能够协助跟踪和拦截俄罗斯与中国的高超音速导弹。”而据《财富》杂志报道，“与以前的军用飞艇相比，美国高空气球的科技含量更高。”

1974年5月上旬，一具高空侦察气球进入中国，向渤海湾方向飘去。这种侦察气球装有高清摄像机，能在10000米—20000米高空清晰地拍摄地面图像，并用无线设备传回美国。当年5月15日，2架歼-6战斗机将气球打破。

2019年9月，一具超高空动力侦察气球现身中国云南上空，空军战机飞行员武辉领命，驾驶“红鹰”歼-10C战斗机紧急升空拦截。报道称，由于这一超高空气球已经位于极高的高度，超过了战斗机最高升限，同时因为高空中没有任何参照物，特别是万里无云的情况下无法判断目标相对关系，更加无法判定距离，因此武辉选择依靠肉眼识别跟随目标，依据实战训练经验建立自身战斗机的攻击航线。最终，武辉操作战机“先俯冲增速，再跃升攻击”，歼-10C左翼携带的空空导弹发射向远方的目标，将这一白色气球瞬间摧毁。

歼-10C战斗机击毁高空侦查气球画面

习惯将高空气球应用于侦察的美国，此次对偏航的中国民用飞艇如此紧张也就不令人意外了。（作者：张睿深网腾讯新闻）