1 HAPS簡介

100km處的卡門線被普遍認為是空域和太空的分界線。民用航空交通和大多數軍用航空的上限是18km(少數無人機可達到20km的高度)，衛(wèi)星的最低實際軌道在大約160km的高度。距地面20km到100km的區(qū)域，被標記為“近空間”（也稱為亞軌道）。這一空間既不屬于航空范疇，也不屬于航天范疇，但對于情報收集、偵察監(jiān)視、通信保障以及對于對空對地作戰(zhàn)而言，卻有著較好的發(fā)展前景。目前研究人員對這個區(qū)域使用較少且探索不足，研究人員面臨的挑戰(zhàn)是如何讓這個巨大的、少有人涉足的空間為人類所用。18km到160km的高度范圍還可細分為不同層次，每一層都因其特定的物理條件而對該空間的飛行物有著不同的限制。

高空平臺系統(tǒng)（HAPS）能夠在近空間飛行幾分鐘或幾小時到幾周、幾個月甚至幾年。由于它們的速度和高度不足以實現(xiàn)環(huán)繞地球軌道飛行，它們的飛行通常被稱為亞軌道飛行。HAPS利用弱平流層風和高空太陽能，在近空間范圍內飛行而不影響正常的航空交通。隨著新興和突破性技術取得了重大進展，現(xiàn)在發(fā)展HAPS成為可能。HAPS成功的關鍵在于它使用了重量輕且穩(wěn)定的材料以及小型化的組件、耐太陽和紫外線輻射。HAPS主要有兩類:輕于空氣(LTA），如氣球或飛艇；重于空氣(HTA)，如飛機。

HAPS的能源供應首選是使用堅固的太陽能電池板和最先進的電池來生產和儲存白天產生的能量，用于夜間作業(yè)、有效載荷以及平臺的推進。然而，在秋季、冬季或高緯度地區(qū)，太陽輻射量的減少給HAPS帶來了一些限制。

2 HAPS主要應用和服務

一般來說，HAPS提供的應用和服務，飛機或衛(wèi)星也能提供。然而，HAPS的優(yōu)勢在于它的工作高度和特殊設計，它綜合了飛機(包括無人機)的靈活性和衛(wèi)星的耐久性。

HAPS應用發(fā)展主要集中在空中通信、電話和互聯(lián)網服務、廣播電臺、地球觀測，包括天氣觀測和遙感。它們也可以作為定位、導航、計時、數據增強、研究或科學實驗的平臺。此外，它們還可以作為中繼站，連接空中、臨近空間和太空中的各種伙伴。

3 HAPS系統(tǒng)最新動態(tài)

Zephyr高空平臺系統(tǒng)由空客公司研發(fā)，最近在試驗中打破了自己最長飛行時間的世界紀錄。這是一架正在創(chuàng)造續(xù)航飛行世界紀錄的軍用無人駕駛飛機。

美國陸軍目前在試驗Zephyr高空平臺系統(tǒng)的高空情報、監(jiān)視和偵察能力。自2022年6月15日以來，超長續(xù)航能力的Zephyr高空平臺無人機已經在平流層飛行了50多天，仍在繼續(xù)飛行，打破了之前26天的紀錄。目前，它仍然在亞利桑那州尤馬試驗場的上空，直到天氣條件“理想”時降落。

Zephyr在此次實驗中創(chuàng)了許多記錄：首次進入國際空域，首次在水上飛行，使用衛(wèi)星通信控制連續(xù)飛行時間最長，距離發(fā)射點最遠，可攜帶商業(yè)現(xiàn)貨的有效載荷。

Zephyr是世界領先的太陽能-電力平流層無人機系統(tǒng)(UAS)，翼展25米，重量不到75公斤；

已經飛入平流層并打破多項世界紀錄的Zephyr是空中客車公司目前開發(fā)的創(chuàng)新產品；

Zephyr將為商業(yè)、機構和軍事客戶帶來新的視覺、感知和連接能力；

Zephyr依靠太陽能電池在白天充電，為夜間飛行提供動力。

4 HAPS應用于軍事的優(yōu)勢

HAPS的主要優(yōu)點是比衛(wèi)星更接近地球，比飛機在特定區(qū)域的待機時間更長，這應該會引起軍方的興趣。從歷史上看，軍方非常清楚高空的優(yōu)勢，并推動了相應的技術發(fā)展，如氣球、飛艇、飛機和衛(wèi)星。

HAPS的實用性使得它適用于遠征作戰(zhàn)、區(qū)域外部署或救災行動。由于HAPS能夠靈活、及時和快速的部署，因此在行動早期它成為部署的最佳選擇。在這些情況下，它們可以用于在缺乏衛(wèi)星覆蓋的地方提供戰(zhàn)場態(tài)勢感知。地面基礎設施容易成為攻擊目標，但HAPS僅需要較少的地面基礎設施，并且HAPS的專用地面基礎設施通常具有高度的機動性，因此這些系統(tǒng)比傳統(tǒng)飛機具有更大的靈活性。

HAPS具有一定的優(yōu)勢，可以在目標選擇過程為軍方提供支持。一般來說，在近空間飛行的物體可能受益于空間飛行和航空的特殊優(yōu)勢。HAPS所處的同溫層是比飛機和衛(wèi)星更便宜的有利位置。HAPS可能是近地飛行物體和空間軌道衛(wèi)星之間的聯(lián)系，并可能補充地面和衛(wèi)星服務，如通信和地球觀測。

此外，它們在戰(zhàn)術層面也是有優(yōu)勢的。HAPS還可以作為戰(zhàn)術偵察機的替代品或補充，因為它們可以停留在敵人防空系統(tǒng)的范圍之外，并作為衛(wèi)星和地面系統(tǒng)之間的中繼，如超視距無人機作戰(zhàn)。它們可縮小由于山區(qū)或城市地區(qū)缺乏兵力或地理限制而造成的能力差距。

HAPS的主要軍事用途可能是支持通信部門以促進數據交換(包括廣播和中繼)，并在集成網絡或云服務中提供附加組件，以及支持情報、監(jiān)視和偵察任務。HAPS可在電磁工作范圍內提供其他服務，如通信干擾或全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)干擾。特別是在通信服務方面，HAPS可與無線地面通信服務和低地球軌道衛(wèi)星群媲美，并作為它們的補充。

利用HAPS可實現(xiàn)以較低成本獲得更大的靈活性，因此其未來的軍事用途值得關注。

審核編輯：郭婷