高空氣球，探空是“主業”

有一次性，也有可回收

氣球是一種中國古老的浮空器，但目前我國仍在存在很多研究領域發展應用。和人們印象中的氣球不同，目前主要用於管理專業技術領域的高空氣球並非一定是一個圓形的。有些氣球呈紡錘狀，更像我們大家印象中的飛艇。飛艇和氣球都屬於浮空器，目前以充氦氣為主，飛艇外形以紡錘和雪茄形狀為主。通常而言，飛艇帶有動力系統裝置，跑步褲而氣球沒有工作動力控制裝置，所以飛艇的機動性能要求更高。大氣層中不同國家高度的氣流流動提供方向和速度以及不同，氣球通過不斷調整自身的飄浮高度，進入社會不同氣流內，就可隨風飄蕩。

氣球的一個常見用途是探空操作，這種操作相對便宜，性能也足夠。許多國家使用氣象氣球進行天氣預報和大氣研究。乳膠氣球這些氣球通常攜帶探測儀器，由太陽能電池提供動力。有些氣球是一次性的。隨著氣球越來越高，氣球就會膨脹和破裂。這些設備可以用降落傘回收。此外，一些氣球通過攜帶角度反射器、示蹤器，也可以作為防空演習的目標。

近年來，一些系留氣球已被用於軍事領域。這些系留氣球通過電纜連接到地面，吹氣球防止氣球逃逸，也就是說，這些氣球固定在一些特定的位置，不隨大氣運動。這種氣球可攜帶雷達和紅外光電傳感器，可用於探測低空目標和地面目標，保護基地、城市等重點目標不受攻擊。

2021年，美軍撤出阿富汗時留下了一個巨大的系留氣球。氣球是流線型的，像傳統的飛艇，但沒有動力系統。事實上，這是一個美國所謂的持續威脅探測系統(PTDS) ，一個氣球上的紅外線系統，和一個安茲比-1合成孔徑雷達，可以探測地面上的車輛和人，並通過傳輸設備將傳送給地面指揮人員，然後由地面人員進行處置。較大的系留氣球可以攜帶較大的雷達，形成氣球載雷達，以幫助探測超低空目標，如巡航導彈和無人機，在重要城市附近的防空任務。

不適合萬裏之外的目標過境偵察。

在大型氣球誕生發展早期，飛機尚未發明問題之前，確實有軍方可以使用一個氣球進行信息偵察。但隨著中國飛機的誕生和廣泛推廣應用，氣球、飛艇隨之淡出偵察工作領域。不過我們第二次社會世界大戰後的一段時間，氣球又因為其獨特的特性，重新被用於偵察。據路透社報道，二戰後不久，美國軍方開始不斷探索通過使用高空間諜氣球。根據美方相關資料，上世紀50年代該項目在蘇聯領土上放飛高空氣球，進行網絡偵察拍攝實踐活動。

據報道，氣球的優點之一是浮動高度，通常在24000-37000米的高度操作，遠高於民航客機的高度，通常在12000米以下的高度飛行。大多數戰鬥機飛行高度在2萬米以下，一些高空偵察機、攔截機飛行高度在2萬5千米以上。

根據2009年提交給美國空軍指揮與參謀學院的報告，氣球相對於衛星的優勢包括能夠從更近的地方掃描大片領土，並能夠在目標區域停留更長時間。不像衛星需要花很多錢發射，氣球可以便宜發射。

據指出，雖然以前曾有過使用高空氣球進行偵察的情況，但氣球的可控性較差，攜帶的設備也較少，因此不適合對數千英裏以外的目標進行過境偵察。對於一個擁有發達衛星偵察網絡的大國來說，氣球深入其他國家領土進行偵察並不是最佳選擇。

處置失控氣球並不容易

由於氣球本身不易有效控制，雖然可以通過改變高度使其進入不同方向的氣流，並大致引導至所需區域，但其自身的控制難度以及氣候、天氣等不可抗力的變化，可能會導致一些民用氣球意外“漂移”。一旦出現類似情況，應該如何跟蹤處理?

英國廣播管理公司(BBC)的文章稱，人們沒法像掌握商業航空器的飛行軌跡以及數據時代那樣學生掌握氣球的飛行軌跡，因此我們需要提供參考其他個人信息經濟來源。在相關研究技術的基礎上，美國作為國家發展海洋和大氣管理局(NOAA)掌握了一種對1.4萬米以上的氣流可以進行系統分析的模型。“它的主要使用用途是掌握這些汙染物和有害物質在大氣中的運行和擴散。”BBC氣象預報主播、氣象學家西蒙·金說。

該模型被稱為“軌跡模型”，據報道，美國氣象學家薩特菲爾德使用該模型來計算監測氣球可能的飛行路徑，並在網上分享他的發現。然而，必須指出的是，這個模型不是監測氣球的實際軌跡，而是基於美國機構的模型分析結果。

說明氣球漂浮速度比較慢，很多采用脈沖多普勒體制的雷達很難發現並穩定跟蹤慢速飛行的氣球。“目前，大多數戰鬥機和防空系統使用的脈沖多普勒雷達通常有一個目標速度閾值，以便濾除地面雜波。如果目標速度低於這個閾值，雷達會把目標作為雜波過濾掉，不顯示目標。“當然，沒有脈沖多普勒系統的雷達也能發現相關目標。有些雷達采用脈沖壓縮和動目標顯示技術，而不是脈沖多普勒技術，甚至靜態目標也能跟蹤。此外，一些采用數字陣列技術的脈沖多普勒有源相控陣雷達還可以通過設置參數來跟蹤氣球等目標。例如，人為降低這個閾值可以使慢速目標可見。目前，對於大多數戰鬥機的脈沖多普勒機載雷達來說，需要一些技巧來穩定地跟蹤慢浮氣球，包括它的懸浮。

除了跟蹤和預測氣球的運動軌跡外，如何處理失控的高空氣球也是一個難題。據說擊落高空氣球是一種選擇，難度首先取決於氣球漂浮的高度。目前，大多數空對空導彈和防空導彈難以有效攻擊，如果氣球漂浮在3萬米以上。大多數防空導彈的上部殺傷范圍約為2.7萬米，大多數導彈的空對空導彈較低，許多導彈，尤其是空對空導彈導彈，“無法觸及”。

進一步解釋說，至少有兩個因素限制了導彈的射擊高度。第一，動力不足。比如近程低空防空導彈，動力系統工作幾秒鍾，甚至一兩秒鍾，不可能把導彈推到這么高的高度。另一種是高度過高後，空氣稀薄，導彈的機翼升力和方向舵操縱力大幅度下降，無法提供足夠的升力和操縱力來維持穩定的飛行和機動。有些反導系統雖然可以打到大氣層外的目標，但是攔截下限比較高。這些反導系統通常采用紅外成像導引頭，飛行速度高。在大氣層內飛行會導致嚴重的氣動加熱，導致紅外導引頭熱噪聲更大，難以捕捉目標。比如美國的“薩德”反導系統，雖然美國稱其是世界上第一個具備大氣層內外攔截能力的反導系統，但目前大部分信息來源顯示其攔截下限為4萬米，對於3萬米左右高度的氣球來說，可能有些束手無策。另外，現在的激光武器大多射程較近，在3萬米高空攔截氣球相當困難。

擊落氣球還要進行考慮對地面的發展影響，特別是氣球的殘骸、用於攻擊的導彈的殘骸是否會對地面工作人員可以構成傷害，所以我們需要選擇自己一個適當的攔截窗口。