一项由美国主导的最新研究指出，若电池能量密度突破500瓦时每千克（Wh/kg），太阳能飞机便有望在适宜大气条件下，于高空连续飞行数周甚至数月。这一指标被视为长航时无人飞行器实现持续飞行的关键门槛。
这类飞行器通常在距地面约6万英尺（约18.3千米）的平流层运行，用于气候研究、飓风追踪、野火监测等任务。白天依靠太阳能板供电并同时为电池充电，夜间则依靠电池续航。
研究由克雷格·马斯卡雷纳斯牵头，依托哈佛大学大气科学家吉姆·安德森的实验室展开。他解释道：“这是一个循环的数学关系：需要更多储能，但电池越重，飞机就需要更大动力才能维持升力和向前飞行。”因此，研究人员认为，电池研发应优先追求能量密度，即单位重量能储存的电能；而功率密度，即电能释放速度，在此场景下并不关键，因为飞行器功耗本身较低，核心在于携带足够电量撑过整个夜晚。
500 Wh/kg的目标大约是商用电动汽车电池（约250 Wh/kg）的两倍。目前已有实验型特种电池可达约400 Wh/kg，逐步接近目标，但成本仍是一大障碍。马斯卡雷纳斯表示：“我们已经很接近了。这类电池价格高昂，但降价速度很快。”不过，该成果仅提供研发指标，并非已造出新型电池或实现数月飞行任务，实际持续飞行还取决于当地大气条件。
电池领域研究者文卡塔苏布拉马尼亚·维斯瓦纳坦与沙尚克·斯里帕德参与了分析，航空创业者约翰·兰福德也为论文合著者，其企业已研发并试飞过多款实验太阳能飞机。
安德森研究太阳能飞行器方案已三十年，主导哈佛大学参与平流层机载气候观测系统（SACOS）项目。这套方案的优势在于连续观测：NASA的有人驾驶ER-2科研飞机单次任务通常仅6至8小时，每小时飞行成本高达数万美元。太阳能飞行器未来可在数月内反复监测同一区域，有望减少人力投入、压低成本，获得更长观测周期。安德森和马斯卡雷纳斯同时在推进相关研究，为野火测绘、环境遥感提供深度学习模型与辐射传输模型支持。马斯卡雷纳斯说：“我一心希望减轻全球野火带来的破坏。这个项目能实现的独特能力，非常令人期待。”
哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的研究人员，联合密歇根大学及产业合作方，将相关路径发表于《ACS Energy Letters》。如需获取更多前沿科技资讯，可访问星空平台入口。参考资料：https://pubs.acs.org/aelccp/article/11/9/6207/5287335/Powering-the-Persistent-Observation-of-Earth
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