ＵＡＶ會取代衛星嗎

《經濟學家》 2003年7月3日

無人航天飛機（UAV）近期是一個熱門話題，理想中的UAV可以在同一地點盤旋數月，它有可能擁有更久遠的軍事和商業價值。

但建造它們并非易事。這種UAV最復雜的原型于6月26日在太平洋墜毀了。那是一架叫做“太陽神”號（Helios）的太陽能飛機。墜毀的原因還未查明，但是，大氣湍流應該是一個重要因素。

研制UAV的最終目的是使它可以在地球上某一點上空約20公里處盤旋六個月左右。這樣，它就有望取代衛星進行地球同步通信。不僅如此，UAV距離地球更近，這意味著相關的傳輸和接收工具無須像原來那么強勁，使用它，成本更低，可傳輸的信息卻更多。UAV也可以用作監視一個國家的海岸線，或者偵察武器。無論是用作通信還是偵察，無論是制造還是啟動，UAV的成本都比衛星低廉得多。

但要想讓太陽能UAV在空中持續盤旋數月，還面臨著很多障礙。大多數專家預測，大約還需一年時間才能實現這一設想。在“太陽神”號墜毀之前，它正準備進行一次僅僅40小時的飛行。最近，生產“太陽神”號的公司宣稱，它們即將開始另一項為時三年的計劃，用以研制基于UAV的通信服務設備。

據稱，三年之后，UAV就可以滯留在北美、歐洲等富有地區的上空，達數個星期之久。它可以提供更有競爭力的寬帶服務。一個UAV將會向20萬用戶同時提供每秒至少5比特的連接，旋轉飛行則可以保持信息的持續性。

UAV保持長期飛行時間的必要條件是陽光充足。現有的飛行器都是靠電驅動，電又是由其他能源轉化而來。但當夜晚降臨時，飛行器卻很難把陽光轉化為電力。為解決這個問題，制造商采用了燃料電池，它使氧氣和氫氣發生化合作用，產生電和水。但這樣的燃料電池只能支持無人航空飛機幾個星期，氫氣就會使用殆盡。

另一個選擇是使用超能電池——手機使用的鋰電池的一種派生物。但專家指出，干電池和燃料電池的界限其實相當模糊，二者都是靠化學物作用產生電能。

一種可以兩全其美的方法是使用核能。衛星中已經使用過核能，起作用的并非核裂變，而是放射性衰變產生的熱量通過熱電偶轉化成電能。很多人已經把這個方法視為一種理想的解決方式，但不可否認，使用核能必定會冒環境和政治的雙重風險。

UAV最主要的競爭對手來自無人駕駛飛船。雖然飛船在承擔靈活性要求甚高的偵察任務時不如UAV，但是用作通訊傳播，也許可以平分秋色。

然而，一些專家指出，在制作上，飛船的技術不及UAV成熟。盡管充滿氦氣的氣囊使得飛船可以攜帶更多有效負荷，但是同溫層氣流會不時沖擊氣囊，這意味著飛船必須具備更加強勁的驅動系統才能使其穩定工作。波音公司的高空飛船項目主管利蘭·懷特（LeLand Wight）說，制作飛船在工藝上最大的挑戰是找到一種氣囊，地水準平面充氣之后，在操作高空也可以正常使用。

如果飛船承載量增加，將會帶來另外一個好處，即飛船無須像UAV一樣四處尋找稀奇古怪的能源。按照懷特先生的設想，使用內燃機來給太陽能電池充電即可。

為了和研制UAV的公司競爭，波音正在為美國導彈防御計劃制作一架樣機，這架樣機將于2006年投入飛行。懷特先生說，其實波音更想將飛船用于通訊傳播。但是，如果UAV的研制按計劃進行，那么它進入市場要比飛船早得多，從而將占有更多先機。