武哲背後的中國臨近空間研發　為何成為開刀對象？

海平面以上20至50公里是一個怎樣的空間？這裏對於使用燃油爬升的航空飛機來說過於遙遠，對於衛星而言又過於貼近地面、無法脫離地球的引力並環繞地球運轉。這個曾經默默無聞、少有公眾知曉的領域隨着中美氣球爭端發酵，突然引發熱議。
中國臨近空間（Near space）研發領域的領軍人物武哲亦因今次事件受到美國媒體關注，其在2019年就曾經將飛艇送往北美洲上空、進行環球飛行。究竟這位科學家實現了怎樣的科學突破？其團隊背後，中國臨近空間領域研發成果又如何？

臨近空間是什麼？

高輻射、低氣壓、低溫、乾燥——這裏的條件接近現代火星的表面環境，是科學家們探索地球外的宜居環境、生命信號的理想實驗區域；由於距地表更近，從這裏送回的圖片和影像等更是十分清晰，卻又有足夠的高度使其不被雷達發現；此外，稀薄的空氣還給了往往面臨空氣阻力挑戰的高超聲速飛行器創造了適宜條件。

更關鍵的是，能夠在這一範圍內使用的浮空器，要比飛機和衛星的運行成本低得多。畢竟，飛機飛行需要不斷消耗燃料，而衛星從用火箭發射到維持軌道高度亦同樣需要燃料以及高昂成本。相比之下，浮空器只要氣囊不漏氣，便可以長時間在空中漂浮。

然而，極端的自然條件也對氣球、飛艇的囊體材質的耐受性、密封性產生很高要求，控制氣球飛行、定點回收也都是難以克服的技術難關。因此各國科學家、政府長期以來只能對這個充滿開發潛力的空間望而卻步。二戰後不久，美國軍方便啟動大規模項目「Project Genetrix」，將具有拍攝功能的高空偵察氣球送往蘇聯及其盟國境內，但這一計劃也以失敗收場，軍方最終以間諜飛機來代替高空氣球。

事實上，中國科學院也早在1984年就建成了第一個高空科學氣球系統，並與日本宇宙科學研究所合作進行了從日本至中國的跨太平洋飛行，與蘇聯合作進行了北半球飛行距離最長的跨境飛行。但有關研發和探索後來一度沉寂下來。

現今這類高空氣球則被很多國家用於進行天氣預報和大氣研究。直到近20年左右，隨着部分技術難關被克服，臨近空間又逐漸引起各國注意，包括在漫長的伊拉克戰爭、阿富汗戰爭期間，美國軍方因對敵方小型武裝團體偵察需要而再度激發對這一空域飛行器的需要。

這次因「氣球事件」而引發關注的武哲則早在2006年便開始帶領北京航空航天大學的團隊從事「臨近空間」的飛行器研發工作。透過武哲的在臨近空間領域的探索和活動，可以發現中國近些年在這一領域取得的突破。

控制「流浪氣球」

據新華網軍事欄目報道，由於臨近空間地處平流層，沒有空氣對流效應，浮空器很容易受到風速影響而不受控的移動。《環球時報》亦引述中國軍事專家張學峰指，在臨近空間內浮空器的可控性較差，搭載的設備量少，並不適合對萬里之外的目標進行過境偵察行動。

2015年武哲團隊的飛行試驗便克服了這一問題。據北京航空航天大學官方微信公眾號當時發出的文章報道，由武哲教授帶領科研團隊研製的飛艇成功試飛，該飛艇體積近2萬立方米，使用電推進螺旋槳調控，升空後由太陽能提供動力。報道指，該飛艇為全球首個成功試飛的具備持續動力、可控飛行和重複使用能力的臨近空間飛艇。

2019年，武哲宣佈其團隊的一艘非太陽能電能驅動的飛艇成功實現環球飛行：「這是人類首次在2萬米高空，使用空氣動力控制的平流層飛艇環球飛行。」——他對《南方日報》記者表示，這艘「追雲號」飛艇是實現將大量可操縱氣球送入臨近空間的願景的一個裏程碑。

目前，世界各國的研發人員都在面臨同樣的難題。來自美國「臨近空間公司」（Near Space Corporation）總裁Kevin Tucker表示，為了控制飛行，科研人員需要不斷地更新天氣狀況，並對氣球的飛行軌跡進行建模，而不會像普通的氣球一樣漫無目的的隨處飄蕩。

「一旦我們離開了3萬至4萬英尺（9千至1.2萬米）的地表天氣，我們就有了非常高的可預測性，所以通過軌跡模型，我們就能非常準確地知道氣球將去哪裏、我們將在哪裏進行測試演習，然後進行定點下降。」他稱，通過這樣的模型，科研人員就能在一定程度上預測氣球飛行的大致軌跡。

帶烏龜進入「臨近空間」

近些年來，中國尚在探索階段的商業化飛艇研發項目也取得了取得了技術上的突破，然而有專家曾指，該技術仍不具備商業化潛力。武哲幫助成立的北京南江空天科技股份有限公司研發的「圓夢號」在2014年10月完成放飛，而深圳光啟集團的「旅行者號」飛艇完成了放飛實驗。後者的載人項目「旅行者」3號浮空器更是在2017年，成功把一隻活體烏龜帶上距地表21公里的臨近空間。這次試飛亦是全球首次攜帶活體動物進入臨近空間的浮空器飛行試驗。

「乘坐商用臨近空間飛行器，可以實現普通人的近太空旅行夢想。」光啟集團總裁劉若鵬當時表示，為了實現普通人的「近太空」夢想，集團未來的載人系列「旅行者」號主艙，將可以容納6名旅客，讓普通旅客在臨近空間內看到地球的完美弧線、無需身着宇航服，亦無需承受失重、離心力等艱苦考驗，讓整個飛行過程像乘坐電梯或纜車一樣平穩舒緩。

各國逐鹿軍工商業融合

中國從不否認臨近空間在科研、軍事層面上的重要性，提出「軍民融合」，而臨近空間飛行器不論在商用、科研上都是正常不過的研發對象，大國科技競技之一環。追求軍事與商業及產業之間有效融合，亦非中國獨有，美國也不例外——由艾森豪威爾時代提出的「軍工複合體」乃至近年的「數碼軍工複合體」，Google、 facebook，以至Tesla的「星鏈」等，都與五角大樓擁有大量合同，形成一個巨型的生態系統及利益集團，支持美方軍事行動。

再者，近期多家西方傳媒在翻查、報道武哲等重點中國臨近空間研究者，卻沒拿得出證據指證其研究項目與今次氣球事件有關。《華爾街日報》引述公開商業記錄指出，美國因「氣球風波」在2月10日把6家中國公司列入商務部黑名單，當中至少4家與武哲有管理或財務關連。商務部工業和安全局（Bureau of Industry and Security）指出，這6個實體為解放軍航空航天項目現代化提供支持，範圍涉及氣球、飛艇及相關材料和部件。 但有趣的是，美方並未公開指出這些公司參與了被美軍擊落、所謂「間諜」氣球的生產，便已霍霍揮動制裁大棒。