近日，英国BAE Systems公司成功地完成了高空平台系统（high altitude platform system，HAPS）无绕线航空系统（UAS）PHASA-35太阳能无人机的临近空间飞行试验。在不到24小时的时间里，PHASA-35飞行高度飙升至66000多英尺，然后成功着陆。这一技术上的突破引起了广泛关注，那么什么是临近空间？PHASA-35太阳能无人机性能如何？与传统无人机有何区别？未来世界大国又将在这一领域如何角力？
临近空间——大国竞争的新兴领域
临近空间，是介于普通航空飞机的飞行空间和航天器轨道空间之间的区域。一般定义为距地面20 至 100 km的空域包括大部分平流层、全部中间层和部分电离层，介于传统的空天之间。在这个区域，常规的飞机飞不上去，卫星下不来，地基观测和天基观测都存在各自的短板，目前仅有高空科学气球能够在此长期稳定运行，缺乏丰富有效的长期原位探测手段。基于上述情况，也发展出临近空间飞行器装备这一概念，即指利用临近空间，用于破坏与干扰空间目标(距地面100km以上)及实施通信、遥测、侦查、输送、拦截和打击陆地、海洋与空中目标的飞行器。
临近空间飞行器能提供更多的信息，成本相对卫星较低，工作时间比一般的飞机要长。在民用领域，临近空间飞行器可以长时间重点对某区域进行环境监测，相对卫星需要受限于轨道和速度， 其监测更加灵敏准确。在军事战争中，临近空间飞行器既可以作为电子对抗平台，不间断地对敌方武器进行干扰，又可作为信息中继基站，发挥预警和信息情报传递功能。
现在学界认可的临近空间飞行器主要有高超声速武器、高空气球、平流层飞艇、临近空间太阳能无人机。高超声速武器无疑是军事强国发展的重点，多款型号已列装部队，其科技竞争早已进入白热化阶段。高空气球这款历史悠久的临近空间浮空器，依然是目前在临近空间长期可靠飞行的唯一选择。平流层飞艇和临近空间太阳能无人机作为高空“伪”卫星，优缺点均异常鲜明。因此，英国研发的PHASA-35太阳能无人机所实现的技术突破为打破传统临近空间飞行器的限制提供了可能，为临近空间的争夺提供了新的角力点。
云端之眼——PHASA-35的未来应用
PHASA-35拥有一双扁平细长的机翼，机身苗条，翼展35米，重达150公斤，有效载荷15公斤，采用先进复合材料、能源管理、太阳能电池和光伏阵列等一系列技术，可在白天提供能量，并储存在可充电电池可维持夜间飞行。在临近空间，太阳辐射接近外太空，受气象条件影响小，在此空域飞行，PHASA-35太阳能飞行器能最大限度利用太阳能，因其超长寿命的电池和太阳能技术可实现长达数月的持续飞行。
PHASA-35太阳能无人机区域通信能力更强，或许可以成为低成本卫星的替代品。“PHASA-35太阳能无人机的首次平流层飞行表明，该飞行器有望成为未来长航时、高空和通信应用的首选系统。” Prismatic 有限公司首席执行官Dave Corfield表示。首先，PHASA-35太阳能无人机无燃油消耗，无需加油等保障设备，能在海拔20公里处飞行长达一年，可稳定提供通讯、即时监测及遥感探测等服务。其次，PHASA-35太阳能无人机是一种全集成系统，搭载Dstl的通信传感器载荷（一种射频感知软件定义无线电，可提供实时安全的数据链）实现了高效运行，有望用于传输5G通信网络。PHASA-35可以在地球大气层的上部区域运行，是比传统卫星性价比更高的替代产品，可用于森林火灾探测和海上监视等领域。
PHASA-35太阳能无人机可成为执行情报、侦察、监视等任务的理想空中平台。军事上常用的侦察照相卫星轨道一般为300km左右，距地距离远，信号容易受电离层干扰，并且提供的照片分辨率有限。侦察飞机虽然可以对某一区域进行重点性地侦查，并且能采集并提供高分辨率的图像， 但是飞机的覆盖区域非常有限，且容易受到来自地面的攻击。而使用PHASA-35太阳能无人机可以在敌方领空以外进行部署， 升入临近空间， 然后进入工作区上空， 在临近空间内，可以提供比卫星的分辨率高得多的照片， 并且有较大的覆盖区。同时PHASA-35太阳能无人机可以持续工作几天、几十天、几个月甚至超过一年，可以不间断地实时监控， 远远超过了现有的作战飞机。并且目前的作战飞机和地对空导弹都最多只能达到临近空间的下部区域，无法对临近空间飞行器构成威胁。
制胜疆场——临近空间的发展趋势
目前国际形势风云变幻，大国军事竞争的重点在于战场的综合控制权，而制天权就是其中的关键节点。近两年俄军明确提出要按照军种活动的自然领域建立陆海空三军， 其中要建成“在空中-太空活动”的“新空军”。美国在《2020空军构想：全球警戒、全球到达和全球力量》中确定了未来美空军发展的核心思想，即建设一支航空航天一体化的空军部队。而临近空间飞行器的发展不仅会加大对临近空间的开发，还会极大地促进航天航空技术融合发展，加快空天力量一体化进程。
世界各大国都在积极发展空中卫星发射技术、超燃冲压发动机等空天融合技术。而航天航空技术又有着各自不同的工作环境和使用要求。从目前的技术发展来看, 航空装备在飞行速度、飞行距离等方面具有局限性；航天装备则在快速进入空间、周转时间和运输成本等方面有明显的不足，这些差异就是二者融合发展的前提。于是实现航天航空技术优势互补，就成为航天航空技术融合发展的动力，也是临近空间飞行器发展的现实需要。临近空间飞行器的发展极大促进航天航空技术融合发展，这将成为产生新型空天武器系统的基础。
在临近空间飞行器的发展中，再入式滑翔飞行器和高超声速巡航飞行器，即高超声速导弹，多用于远程快速到达、高速精确打击、战略威慑等军事任务，始终是研究热点，发展较为成熟，并且部分世界大国已将其发展为不对称优势。超长航时太阳能无人机、平流层飞艇和高空气球都为低速飞行器，其中高空气球发展历史较为长远，技术成熟度相对较高，已经在通信、空间科学探测、新技术验证等方面有较多应用。
太阳能无人机在过去受限于多项技术，未体现较高价值。但是从世界太阳能无人机发展的现状来看，空客西风S(Zephyr S）无人机、“彩虹”T4、PHASA-35等成功首飞，并不断打破飞行记录，这都表明其已在气动、能源、动力、结构、控制等多学科技术方面取得了巨大进步，部分相关项目已与实际工程需求相结合，距离大规模工程应用只需进一步优化提升。未来需要继续在高功率重量比的电机技术、高能量比的储能电池技术、高转换效率的太阳能电池板技术、高性能比的复合材料生产制造技术、高可靠性和稳健性的飞行控制技术等方面不断进行技术探索。
临近空间的研究对于未来各国航天航空方面的发展趋势有着重要的引导性作用，同时也对于各国国防建设发展产生较大影响。作为新质新域作战能力，高超声速导弹可对全球任何目标实施“外科手术”式打击，发挥战略威慑作用。同时其它低速飞行器可有效推进空天一体化，既能使得陆、海、空、天信息系统通过组网和联合方式，实现战场信息立体感知、持久感知和精确感知、远、近预警探测，又作为地面、海上、空中和太空的通信中继，不受地形的限制实现大容量、大范围的超视距宽带通信。倘若技术进一步成熟，负载能力进一步增强，或许可以作为空间武器装备平台，对敌战略目标实施打击，或者作为运输补给平台，在避开敌方火力的同时在更高的空域进行运输补给，甚至还可以搭载宇宙飞船、人造卫星等航天器，将其运输至一定高度并发射入轨来降低发射成本。由此观之，关于临近空间的开发与利用，将会同时对空天领域的竞争产生巨大的影响。
