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最初的高空气球也叫零压气球，它在球体底部用管道与外界大气连通，使得气球内外气压相等，压力差为零，这样保证气球不会因为球内压力过大而炸裂。零压气球的体积巨大，甚至可超过一个小型体育馆，能吊起与一辆小汽车重量相当的载荷。
它的飞行高度可达30~40公里，可以持续飞行数周，被科研人员广泛用于执行宇宙线观测、光谱分析和航天试验等任务。
当然，零压气球也存在一定的局限性。
由于球内外连通，内部气体会不断流出，气球难以长时间保持设计的飞行高度。
此后，高空气球经历了一轮“强筋健骨”的技术革命，发展形成了超压气球。它采用全封闭的南瓜形气球结构，避免了气体从球体流出，这种三维结构让气球可以承受更大的内部压力。
此时，超压气球就像练就了“钢筋铁骨”的“憋气”高手，在飞行过程中始终保持一定的体积，看起来就像一个透明的巨型南瓜。
目前，采用超压气球技术的平流层浮空器，能实现300天以上的超长连续飞行，完成环球飞行，有些性能堪比卫星。
此前，由于没有像飞机那样使用发动机与控制舵面，气球难以精确控制其飞行航线。
被动受制于风场的气球，如同大海中随波漂流的船只，时常无法顺利抵达目的地。
这个难题随着环境大数据、人工智能等科技发展而得到了较好的解决。新一轮技术革命为平流层浮空器装上“最强大脑”，从“随风逐流”被动飞行进化到“驭风万里”主动执行任务。
新型智能平流层浮空器应具备三大技能：“知风”“用风”“驭风”。
“知风”是指及时、准确获取所处位置及目标区域的风场信息，从而获得复杂多变的风场“列车时刻表”。
“知风”的手段主要包括探测和预报。由于地基和天基探测手段难以在时间和空间上覆盖高空气球活动范围，平流层浮空器需要搭载重量小、能耗低的风场探测设备以提供小范围的风场信息。同时，为有效进行大时间空间尺度飞行，还需借助气象部门的“镇馆之宝”——全球中长期天气预报系统，提供大尺度范围的风场信息。