长得像外星人的气球可能是对抗野火的下一个武器

虽然 Urban Sky 不是唯一一家使用气球观测地球的公司，但其产品的灵活性、可重复使用性、相对较低的价格和机载处理能力相结合，是独一无二的。Urban Sky 的飞行器也即将就绪：它们可以在需要的时候到达需要的地方，然后被运回总部，再次投入使用。但该公司仍在处理传感器偶尔出现的小问题，并且需要建造更大的机队，以便在潜在客户致电时能够答应。

在距离吉米溪（Jimmy Creek）附近的一个发射点，罗阿和麦克劳克林正准备测试 Urban Sky 的“热点”（Hotspot）系统。该系统获取地球表面的红外数据并进行处理，精确绘制出异常高温区域，供地面人员使用。今天没有着火，但通过这次试飞，Urban Sky 希望看看它的摄像头能否区分出阳光暴晒的停车场和阴凉牧场的温度。

气球完全充气后，两人抓住底部将其从卡车上移开。

早上 8:11，他们直接松开了手。

Urban Sky 的气球 源于联合创始人之前的工作。首席技术官贾里德·莱迪奇（Jared Leidich）和首席执行官安德鲁·安东尼奥（Andrew Antonio）在参与一个名为 StratEx 的项目时相识。该项目将谷歌高管艾伦·尤斯塔斯（Alan Eustace）通过一个巨大的气球送入约 136,000 英尺（约 41.5 公里）的平流层高处，他于 2014 年从那里跳伞返回地球，打破了这项壮举的世界纪录。安东尼奥，后来还有莱迪奇，也曾在一家名为 World View 的公司工作，该公司由 StratEx 的领导者创立并与其合作。该公司制造用于载人飞行和研究的平流层系统——那种体育场大小的系统。“这些气球非常大，我们可以在地球上的一个地方发射它们，”莱迪奇说，他是一位领导尤斯塔斯飞行服设计的航空航天工程师。“那个地方是罗兹威尔国际机场。”他们参与设计的巨型气球高超过 400 英尺（约 122 米），新墨西哥州的设施拥有必要的设施，同时又远离其他基础设施和人口稠密的地区，以确保不会落在建筑物或人身上。

与此同时，World View 也在发射小型气象气球，上面装有仪器和摄像头进行测试。“那些飞行拍摄的画面太令人惊叹了，”莱迪奇说。“你可以在同一个画面里看到半个州。”有一次下雨时，全州的油井积水在地表上看起来就像几百个奇怪的光点。

“这让我们顿悟了，”莱迪奇说。“这些信息很有用。肯定有人想知道。” 2019 年，他和安东尼奥都离开了 World View，创立了 Urban Sky。尤斯塔斯是他们的第一位投资者。

团队很快就专注于收集有关野火的信息，特别是它们的边界和蔓延情况。这是一个明智的选择。Impact Observatory 的联合创始人史蒂夫·布伦比（Steve Brumby）表示，该公司利用地理空间数据为政府、私营企业和非政府组织的客户监测环境风险。“火灾管理人员可以利用这些观测来制作详细的地图，显示‘火灾真正的位置，速度足够快，分辨率足够高，你可以用它来规划消防员的部署位置’。”

这是传统方法难以获取的信息。美国政府拥有包括 MODIS 和 VIIRS 等仪器在内的卫星，可以从太空探测火星。这些数据来自 NASA 和国家海洋和大气管理局，是免费公开的，有时甚至能在有人拨打 911 之前就识别出火灾。但这些数据并不总是详细或频繁：卫星只能在火势很大时才能看到火星，或者并不经常飞过某个区域，因此它们不适合精确的实时监测。

飞机和直升机可以完成这项任务，但飞行费用昂贵。而且有时，如果该地区有多处火灾同时发生，根本没有足够的空中资源。“即使消防部门愿意花钱，”安东尼奥说，他的销售和市场营销背景让他成为 Urban Sky 的对外窗口，“他们也缺乏实际的执行能力。”

此外，正如你可以想象的那样，在灾难区域飞行是非常危险的。例如，在 2022 年 6 月和 7 月，有三架消防直升机在灭火作业中坠毁。“很难看清发生了什么，”莱迪奇说。“而且天空中还有很多其他飞机。”无人机在这些区域的飞行高度与飞机相同，增加了它们之间以及与其他飞机发生碰撞的风险。

另一方面，Urban Sky 的微型气球可以在机场等禁飞区之外起降。“热点”技术的发展在 2020 年获得了空军 50,000 美元的拨款，它比卫星和其他飞行器还有一些优势：其摄像头的分辨率约为 16 英尺（约 4.9 米）——这意味着它可以看到大约独木舟大小的火灾，比联邦轨道飞行器通常能捕捉到的火灾小很多；而且，由于其高空视角，它可以像飞机一样持续观测，但覆盖的范围却像卫星一样广阔。

六月这个早晨，当麦克劳克林和罗阿释放气球时，它向上飘去，松散地拍打着，像水母一样。它飞过吉米溪的灌木丛和绿松树，然后升上仍覆盖着积雪的山顶。

很快，它就消失了，升至海平面以上近 11 英里（约 17.7 公里）的高度。从那里，“热点”设备理论上将能够通过标记比其他地方更热的地点，向空军展示 Urban Sky 能够确定火灾的位置和范围。罗阿和麦克劳克林开始向东驾驶，前往 Urban Sky 软件预测气球将着陆的地点。

与此同时，数据通过无线电传回总部。总部位于丹佛市中心河畔区（River North）附近一个不时尚区域的一栋旧仓库。与那些已转变为共享办公空间、啤酒厂、咖啡馆和沿街艺术画廊的长队早午餐店的旧工业区不同，Urban Sky 选址的建筑仍然是一座仓库。外面的空气闻起来是附近工厂生产的 Purina 宠物食品的味道。不过，租金很便宜。

安东尼奥和莱迪奇坐在弥漫着狗粮香味的空气中，观察着有效载荷顶部的位置、电池寿命、系统和气体温度，以及地表区域散发出的热量数据。

“热点”系统注视着地球，飞过一个国家森林，然后是落基山脉都市区（Front Range metropolitan area）的边缘。机载的信用卡大小的计算机接收大量信息并立即进行提炼——这是空军感兴趣的功能。结果通过无线电传输到一个铱星通信卫星，卫星再将它们反射回地面，进入总部的计算机。

屏幕上显示的是一个紫点星座叠加在一个普通地图上，表示温度超过某个阈值的位置。“这里有个热的东西，那里有个热的东西，”莱迪奇指着这些点说。虽然没有实际的火灾，但该系统可以测量例如凉爽的绿色田野和炙热的牧场附属建筑的铁皮屋顶的温度，确定草地温度低于警报级别，而屋顶温度高于警报级别，然后在后者对应的位置设置一个紫点。

当第一个紫点出现在屏幕上时，联合创始人感到一阵欣喜。但飞行进行到一半时，他们发现姿态传感器——它告诉“热点”它指向地球的哪个方向——不起作用了。第一个线索是，一个热点出现在田地中间，这在没有火灾的情况下是不合理的。他们重置了传感器；他们重置了摄像头。但什么都无法解决问题。

今天的飞行 是 Urban Sky 对整个系统的首次全面测试，团队希望尽快完善它，以便获得更多付费客户。理论上，有大量有价值的工作可以做：到 8 月，美国将发生近 600 起活跃的火灾，燃烧面积达约 530 万英亩。

积极燃烧的地点并不是火灾方程中唯一值得关注的部分。燃烧之前和之后的情况也同样具有指示意义。例如，了解易燃地貌可以揭示潜在的燃料。而一旦火势熄灭，观察环境如何恢复或变化也是有价值的。“正如你所料，”Impact Observatory 的布伦比说，“中间阶段——危机应对——几乎得到了所有的关注和资助。”

Urban Sky 目前正通过美国地质调查局（USGS）的国家无人系统办公室（National Uncrewed Systems Office）为该机构研究“燃烧后”的情况。该办公室由兰斯·布雷迪（Lance Brady）领导，使用 200 多架无人机收集地球及其危害数据。

当他听说 Urban Sky 时，他很感兴趣——尽管当时不是因为“热点”。这些微型气球还可以携带能够聚焦在那里的稀薄空气中的平流层相机，拍摄自然色彩的图像——也就是普通照片——其像素大小相当于一张名片。这些照片覆盖范围广，分辨率相对较高，而且成本相对较低。布雷迪说，这“非常有竞争力”。

因此，他委托该团队在 2021 年秋季飞越落基山国家公园附近的一片烧毁区域——那是 2020 年东部麻烦之火（East Troublesome Fire）留下的 194,000 英亩焦土。USGS 正在收集有关该地区受损程度的数据：植被是否以及如何重新生长，地表在侵蚀方面的情况如何，哪些栖息地可能已经恢复并可供动物使用。

在第一次测试的 10 月份，气球按照 Urban Sky 的预测，在正确的时间升空，沿着预定的路径飞行，并且没有落在任何人的房子上。“我们对此非常满意，”布雷迪说。有一个问题：相机的开机按钮从未激活。团队计划再次飞越该区域。“希望能在下雪之前，”布雷迪说，而且肯定是在 2022 年 12 月之前。

Urban Sky 还为丹佛水务局（Denver Water）——该市的供水部门——成功拍摄了一些“燃烧后”的照片。当火灾吞噬了整个区域，树木和植物被烧毁，导致泥沙——泥土、岩石——失控。这些泥沙会从光秃秃的山坡冲刷到水库和溪流中，污染水源并堵塞水流。“我们必须调整我们的处理操作来解决这些问题，”该部门的地理信息系统经理约翰·诺尔特（John Nolte）说。

丹佛水务局通常每年都会对该区域进行调查，以了解需要修复的地方。2021 年的普拉特河火灾（Platte River Fire）之后，他们首先使用无人机完成了一部分工作。但由于 Urban Sky 的微型气球更经济实惠，丹佛水务局可以进行更多次发射，以捕捉更短时间内的变化，并确定侵蚀控制措施等缓解措施的效果。而且，单次发射就能提供更多图像。据该部门称，无人机顾问几乎损失了设备，并很乐意切换。

因此，丹佛水务局委托进行了 2022 年 5 月 13 日和四天后的试飞。两次飞行只有一些小故障。为了评估 Urban Sky 的表现，该部门将微型气球拍摄的烧毁区域图像与同一区域的其他航空图像进行了比较。“结果相当不错，”诺尔特说。该部门希望继续合作，随着时间的推移，利用不断改进的技术来监测这些烧毁区域。“他们还在完善很多东西。”

在六月“热点”测试当天，Urban Sky 的运气不佳。姿态传感器始终无法调整好。大约在飞行进行两个小时后，团队仍然没有得到想要的数据，安东尼奥和莱迪奇触发了气球顶部的盖子打开，让气体排出，气球开始向地球坠落。

接下来的半小时里，设备一直在下降，最终降落在距离出发点以东 75 英里（约 120 公里）的地方，正是任务控制中心告诉麦克劳克林和罗阿等待的地方，那是一片开阔的草原——由土地管理局（Bureau of Land Management）拥有的广阔天空下的土地。

至少气球的路径稳定且可预测，数据处理也正常工作，尽管最终的输出结果让团队有些失望。别无他法，罗阿和麦克劳克林将一堆皱巴巴的材料装上卡车，开始返回丹佛的旅程。

大约一年后，Urban Sky 所在的建筑将被拆除。公司希望届时它的知名度能够提高到足以负担新的空间。如果丹佛水务局和 USGS 等组织想要利用这些小型高空飞行器，这可能会实现。但 Urban Sky 在争夺客户方面并非孤军奋战。它的小型系统与 Near Space Labs 和 Raven Aerostar 等其他公司的系统同台竞技。Urban Sky 的优势在于其可重复使用的系统比其他公司更成熟，能够将其成本保持在较低水平，并向客户收取比每次任务都需要制造新气球的公司更低的费用。

去年夏天，Aerostar 为其一款更“战术性”（即较小）的气球配备了一个带有火情探测红外摄像头的装置，该气球可以悬停并持续数天。Aerostar 自费将该飞行器送往了几处西部火灾进行测试。“这引起了现场一些人的注意，”Aerostar 的航空航天工程师马克·凯钦（Mark Ketcham）说。现在，该公司正在与美国国家跨部门消防中心（National Interagency Fire Center）的感兴趣的管理者进行“对话”，该中心协调不同群体和地区的响应。Aerostar 还有一个比 Urban Sky 模型大得多的气球，目前正在爱达荷州的 Moose Fire 上空进行自己的研发。它的设计和导风系统意味着它可以停留在同一个地方，而 Urban Sky 的则不能——但 Aerostar 的无法以 Urban Sky 那么低的成本提供数据或图像，也不能像 Urban Sky 那样灵活地选择发射地点。

除了确保其“热点”系统可靠运行外，Urban Sky 团队——与其他潜在竞争者一样——在成为消防管理者的首选之前，还面临另一个障碍：它必须扩大规模，能够在短时间内将气球部署到广阔的区域。“不仅是‘它需要在今晚成像，而不是明晚或前晚，而且你没有任何提前通知’，”莱迪奇说。“这是一场火灾。”这就需要更多的气球，可能还需要跨大陆待命的、靠近备有气球的节点的团队。

也许更容易教消防员和 USGS 人员自己发射气球——这是 Urban Sky 和政府机构都在考虑的事情。这样他们就可以随身携带这些设备，这是 USGS 的布雷迪感兴趣的一种可能性。无论如何，Urban Sky 将需要比它目前拥有的 10 个气球更多的数量。而且，需要比一个注定要被拆毁的仓库更多的空间。但目前，这就是它工作的地方。

像今天的飞行之后，这种辛勤工作涉及一种医疗检查。此刻，团队称气球为“尸体”，需要复活。“你可能会落在仙人掌或荆棘丛上，”安东尼奥说。为了发现破损处，团队成员将球体充胀在两个桁架之间，并向里面泵入烟雾。关灯后，他们用手电筒照射侧面，寻找小的“病灶”。安东尼奥说，这具“尸体”有几个小的破损，团队用记号笔做了标记。

下一步是将气球放在一张长桌上，用原始材料进行修补，就像修补帐篷或内胎一样。这种材料——是专有的——闪闪发光，如同一片炫目的礼服。它是一种复合材料，分层构成，比你在家得宝（Home Depot）通常买到的油漆工用的塑料薄膜薄六倍。虽然你可以戳穿它，但你或树枝都无法撕裂它。团队已经尝试过了。

修复后，气球就可以再次执行任务了——也许是研究火灾熄灭后如何继续影响地貌。或者，也许只是捕捉当下世界的快照。

一张关于这里某个地方的照片挂在工作区域上方，这是由一个飞越丹佛的气球拍摄的，该气球一次就捕捉到了该都会区的三分之一。“看起来不算什么，”安东尼奥说，“但对我们来说，这基本上代表了三年的心血。”他显然为此成就感到兴奋。