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。