要长时间（最低数天以上、长则一年以上）维持在1.8万米到3万米之间（再高就超出现在人类的科学工程技术水平了）高度的有动力飞行，目前唯一可行的方法，就是利用飞行器自身的浮力来克服重力，飞行的动力由太阳能电力系统提供（这样可以把重量减少到最小）。

包括我国前几年试飞的型号在内，各国的临近空间飞艇都属于这类设计。它通过在气囊内灌充非常轻的大量氦气（氢气易燃易爆过于危险），使整个飞艇的密度比2万米海拔的空气还小，因此维持两万米高度本身不需要额外的消耗动力。

二、临近空间飞艇有哪些明显的优势？

相对于飞机和卫星来说，飞艇在性能上有三大理论上的优势。第一是在同一地点的维持存在时间极长，第二是使用费用低，第三是探测能优势明显。这使它在通信中继、对地监控、防空警戒上有着非常大的潜力优势。

由于距离远、功率有限，通信卫星的带宽不仅昂贵而且资源紧缺。而现在的军事侦察手段对于带宽的要求正在越来越高，比如全球鹰这样能实时发挥大量高清照片和视频的战略侦察机，只要几架，就能在数千平方公里以内消耗掉所有的卫星通信资源；再增加数量，就只能挤占其它系统的份额了。

图：全球鹰无人机。现代无人机性能越来越好、装备越来越多、使用越来越广泛的背后，对于通信系统的资源压榨也越来越厉害

而临近空间飞艇可以携带通信中继设备，极大的缓解通信卫星的工作压力。早在2003年，美国空军的空间战实验室，就在名为“攀登者”的试验飞艇上实现了三万米高度的初期试验。除了悬浮、降落、返航等基本飞行控制功能的验证外，最主要的就是通过携带的45公斤重的通信和监视设备，完成通信中继和对地监控任务能力的验证。

ISIS飞艇，上面蓝壳子是太阳能电池，中间竖起来的罐子是大型相控阵雷达

此外长时间的高空滞留能力，也使它在对地和对空监测上有着特别强的潜力优势。2006年，美国空军科学咨询委员会发布题为《在临近空间高度持久存在》 的报告， 对临近空间平台建设发展进行了中长期规划。

其中“传感器与结构一体化（ISIS）”飞艇，设计重点就在于利用飞艇搭载大型相控阵雷达，利用高度优势，针对伊拉克、台湾海峡、伊朗进行战时监控。根据论证结果，一艘ISIS定点在伊拉克中部，就能覆盖伊拉克全境；定点在菲律宾北部的吕宋海峡上空，就能覆盖台湾海峡、台湾岛、台湾以东海面。