本发明涉及一种高空气球飞行中的旋转阻尼系统，包括与气球约束结构相连接的张拉膜结构，所述张拉膜结构包括阻尼膜和包围所述阻尼膜边缘的阻尼膜横拉绳、阻尼膜竖拉绳以及阻尼膜斜拉绳，其中，阻尼膜横拉绳一端与阻尼膜斜拉绳一端相连接，形成第一连接点；阻尼膜横拉绳另一端与阻尼膜竖拉绳一端相连接，形成第二连接点；阻尼膜斜拉绳另一端与所述阻尼膜竖拉绳另一端相连接，形成第三连接点；所述第一连接点、第二连接点和第三连接点分别连接至所述气球约束结构。本发明为高空气球设计一种新的旋转阻尼结构，采用自然耗散做功的方式，将气球旋转过程中的动能逐渐耗散掉，减小或消除高空气球在飞行过程的旋转，使高空气球飞行方向趋于稳定。