在海拔3000多米的西藏鲁朗试验场，一只白色浮空艇缓缓升入夜空。这艘名为“极目一号”的科研装备由中国科学院空天信息创新研究院主导研发，专为青藏高原极端环境设计，刚刚完成了一个多月的观测任务，累计执行40次升空飞行验证。
浮空艇通过氦气浮力升空，依靠缆绳与地面设备连接，可实现稳定驻空与高度调节。其艇身中后部的载荷舱集成了16种、总重约200公斤的科学仪器，涵盖大气成分分析、污染物监测、云物理参数测量三大领域。这种多载荷协同观测模式，使其成为移动的“空中实验室”。
研发团队负责人张泰华透露，该装备80%以上技术实现国产化，能应对零下30℃低温、7级强风及低气压等极端条件。项目耗时8年，其间攻克了多项技术难题：初代产品曾面临充气效率低、艇体泄漏率高、操作噪音损伤听力等问题。团队通过研发快速充气专利技术，突破复合材料技术壁垒，最终将氦气泄漏率降低90%，复用次数提升至10次以上。
作为“亚洲水塔”研究的重要工具，“极目一号”肩负量化水汽时空分布的使命。青藏高原储存着全球15%的淡水，其冰川消融速度自2005年起显著加快，近五年趋势尤为明显。研究表明，高原冰川的微小变化可能通过大气环流影响赤道洋流，进而改变全球气候模式。
在最新试验中，浮空艇升至海拔5900米高度，成功获取大气组分、污染物分布、云三维结构等关键数据。这些数据将用于构建全球大气传输模型，为研究“亚洲水塔”的水源构成、储量变化及生态平衡提供科学依据。此前，该装备已在纳木错、珠峰、可可西里等10个高原区域完成系统观测。
浮空艇技术虽起源于18世纪末的法国空中观测，但受限于体积庞大、机动性差等问题，曾被飞机等新型飞行器取代。随着新材料、导航系统与人工智能的发展，现代浮空艇展现出独特优势：无污染、可定点悬停、载荷容量大。谷歌等企业曾尝试用超压气球为偏远地区提供互联网服务，我国科学家则将其应用于气象监测。
张泰华团队近年来拓展了浮空艇的应用场景：2021年起在呼伦贝尔草原开展放牧监测，通过多光谱相机与AI算法，实现草场退化、牲畜分布的精准识别；在海洋领域，研发的船基浮空艇搭载专用通信基站，解决了远海区域信号覆盖难题。
“我们希望将‘极目一号’打造成开放的科学平台。”张泰华表示，未来将优化载荷接口标准，欢迎更多科研机构搭载仪器，共同探索大气科学、生态监测、灾害预警等领域的创新应用。
