本周末，奥地利胆大包天的跳伞运动员费利克斯·鲍姆加特纳计划乘坐热气球飞向太空边缘。然后，在到达 120,000 英尺（约 36.6 公里）的高度后，他将跃入未知。
只有压力舱测试、计算机建模以及一位曾在超音速下幸免于紧急弹射的飞行员的经历，才能让专业的定点跳伞运动员鲍姆加特纳和他的支持团队稍感安慰。
但有些事情是确定的。在他的加压太空服里，鲍姆加特纳将在短时间内成为世界上最快的人。事实上，在从一个小舱室跳下 30 秒后，他将以每小时 690 英里（约 1110 公里）的速度，在稀薄的高层大气中突破音速。如果他在 12 到 15 分钟后安全着陆，他将带走至少四项新的世界纪录：最高跳伞、最长自由落体、首次实现自由落体超音速、以及最高载人气球飞行。
能量饮料公司红牛为“平流层计划”提供了数千万美元的资金支持（这不包括最近一起导致跳伞推迟一年多的诉讼的和解金）。然而，项目成员坚持认为，他们的努力并非仅仅是为了宣传。
“我们的目标是科学。你不会为了创纪录而进入这样的境地。你是为了获取知识，”平流层计划的关键成员约瑟夫·基廷格说。
1960 年，基廷格创造了当时世界上最高最快的跳伞世界纪录（目前为止）。这位前空军指挥官不仅在长达五年的努力中训练了鲍姆加特纳，还在太空舱、生命支持系统和其他设备的设计开发中发挥了重要作用。
“我认为我们都在致力于科学，如果这是一个噱头，我们都不会参与，”基廷格说。
基廷格表示，一旦鲍姆加特纳完成壮举，平流层计划团队将“分享我们拥有的所有数据”，并与商业航空航天公司和 NASA 分享。他们的想法是，这些公司计划将人类送入极端恶劣的环境，因此平流层计划的硬数据可能会帮助太空飞行者在亚轨道灾难中幸存下来。
收集数据应该是容易的部分。安全地发射一个 600 英尺高（约 183 米）、3000 万立方英尺（约 85 万立方米）的气球，并将人类系在末端，这是另一回事。
迎接挑战
天文学家们使用氦气球将望远镜送入太空边缘，他们非常清楚这个问题。例如，BLAST 望远镜的最后一次发射几乎使设备瘫痪。
“一切都必须完美才能放飞气球。如果我们能做到这一点，我们就已经成功了一大半，”鲍姆加特纳说。“如果没有放飞气球，就没有跳伞。”
平流层计划需要将一个重达 2,900 磅（约 1315 公斤）的太空舱——加上鲍姆加特纳和他笨重的太空服的重量——提升到至少 120,000 英尺（约 36.6 公里）的高度。气球由一种聚乙烯材料制成，与洗衣店给干洗衣服套上的薄袋子差别不大。即便如此，气球本身也将重约 3,000 磅（约 1360 公斤）。
这是一个脆弱的设置：一阵突如其来的风吹过气球绷紧的表面，就可能导致任务失败。“气球有很大的可能被撕裂，”鲍姆加特纳说。
平流层计划计划在新墨西哥州的罗斯威尔进行发射尝试。该地区以极其稳定的天气而闻名。然而，在长达 3 小时的上升过程中，风切变的出现也可能威胁到气球，因此团队将在正式尝试前使用探空气球进行侦察。
如果鲍姆加特纳乘坐的气球在长达 3 小时的上升过程中发生破裂，他的太空舱配备了紧急降落伞，可以将他安全地送回地面。然而，该太空舱在 8 月份的一次 97,000 英尺（约 29.6 公里）的跳伞后遭受了严重损坏，迫使任务团队更换了其外部部件（据称内部压力球未受损）。目前尚不清楚该装置在从 120,000 英尺（约 36.6 公里）的高度坠落——无论鲍姆加特纳是否在里面——会表现如何。
穿戴装备
如果鲍姆加特纳获得“通行”信号进行跳伞，一件重达 36 磅（约 16.3 公斤）的太空服将是他与可怕的外部环境之间的唯一屏障，而这个环境会让他的体液沸腾。这种暴露可能导致体液沸腾（ebullism），这是一种由血液中逸出的气泡引起的致命疾病。
值得庆幸的是，鲍姆加特纳将佩戴一个装满数据采集仪器的胸包，以帮助地面控制人员监测这位太空跳伞者并记录科学数据。其中一些设备将监测鲍姆加特纳的生命体征，如心率和氧气摄入量，以了解他的身体如何应对一个从未有人类穿着太空服打破（并活下来）的边界：音速。
贝勒医学院的约翰纳森·克拉克博士（Dr. Jonathan Clark），曾是 NASA 的航天飞机乘员外科医生，他说团队并不特别担心壮举本身，这大约发生在 100,000 英尺（约 30.5 公里）的高度。（鲍姆加特纳可能不知道他已经突破了音速，所以宇航服甚至设计了一个铃声，如果他突破了音速就会响起。）
令人担忧的是冲击波相互作用（shock-shock interactions）的出现，即超音速冲击波的碰撞。如果鲍姆加特纳在跳伞过程中头部朝前、类似子弹的姿势受到干扰，这种气动加热就有可能损坏他的宇航服。
加热效应随着超音速速度的增加而升高。事实上，在 X-15 航天飞机的早期测试中，热空气穿透了飞机的外壳，并像乙炔喷灯一样“切断了电线和管道”。
“在我看来，冲击波相互作用是最不确定的因素……我们没有充分理解，”克拉克说。“由于没有人做过这件事，这些数据将对推进人类探索价值非凡。”
除了传输鲍姆加特纳面部的视频信号（这将帮助地面控制人员评估他的健康状况），胸包还将遥测 GPS 位置、大气温度、高度、惯性和速度。它还将允许太空跳伞者与地面进行通信——特别是与基廷格，后者计划引导鲍姆加特纳完成跳伞的每一步。
最大的危险之一是失控旋转，每分钟超过 120 转，足以让最强壮的跳伞者失去知觉。“旋转的可能性与高度成反比。这正是我当年遇到的情况，”基廷格谈到他一次“Excelsior”太空跳伞尝试时说。“离心力太大，我无法收回手臂来控制它。”
一个特殊的减速伞将从鲍姆加特纳的太空服中展开，如果他进入失控旋转，将帮助他稳定下来。但如果他的太空服受损，他将暴露在致命的低压和缺氧环境中。
“我最担心的是曾经在这个环境中杀死过人的因素：体液沸腾和失控旋转，”克拉克说。
持久的成功？
如果鲍姆加特纳能经受住危险的气球飞行和超音速自由落体，他将只剩下他最擅长的事情：坠向地球，拉开绳环，然后乘坐降落伞着陆。
“剩下的自由落体部分基本上就像一次普通的跳伞，”他说。“只是速度更快，但你感觉不到速度，因为没有参照物。那里几乎接近真空，所以你听不到噪音。”
跳伞是否成功，以及在此过程中捕获的科学数据是否对政府项目或商业航空航天公司有价值，仍有待观察。（许多公司目前没有计划配备加压太空服或逃生系统。）
无论如何，鲍姆加特纳和他的团队成员都决心已定。
“这是最前沿的科学，这是现代太空探索的时代，”鲍姆加特纳说。“太空探索正变得越来越受欢迎，那些人……需要保护。
“我们想向世界证明，这些条件是可生存的。这正是我们作为先驱的意义所在，希望未来人们能使用我们的设备和技术。”
注：本文最初发表于 Txchnologist.com，经授权改编。
