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漫天星光闪耀  青春扬帆起航

在戈壁滩刷火箭的少年

●翁榕榕 董嘉迪

这里是青海冷湖,晚上8点半,8岁的张浩然站在戈壁滩的风沙中,把塑料袋的袋口用一根细线牢牢地打了个结,线的另一端密密麻麻地缠绕在一根小铁棍上。风呼呼刮过,张浩然抛起手中一直捏着的小铁棍,塑料袋随即飞向空中,被风灌得满满当当,不过转眼它就被小铁棍的重量拉下,坠落在地。在张浩然的世界里,塑料袋就是降落伞,它随着小铁棍飞起、坠落,这个过程相当于火箭发射并得以成功回收。

在火箭回收工作中,加装降落伞是其中一种方案。早在1963年,钱学森就在《星际航行概论》中提到运载火箭回收的重要性。60多年后梦想照进现实。2024年6月,我国成功在酒泉卫星发射中心完成可重复使用运载火箭首次10公里级垂直起降飞行试验。

2024年7月16日,张浩然和另外36名中小学生从全国各地飞抵敦煌,经过4个多小时车程,一路向西来到冷湖,参加“冷湖火箭排行榜”(U18全球青少年火箭发射挑战赛)。在冷湖空旷的戈壁滩上,37名少年将亲手设计、制作并发射两枚火箭——能回收的那种。

热身

到达冷湖之前,37名“火箭设计师”已在线上平台上学习过10节火箭课程,来到冷湖,他们要组装的火箭零部件也是提前在火箭仿真平台上设计的。

这些火箭的外形五花八门。有的尾翼是偏曲线型的,也有的是四边形或三角形的;有的火箭箭体设计得很短,发动机装进去,还有一小截露在外面。涂绘也尽显设计师的巧思,有的被涂成2B铅笔样式,有的则是可乐瓶。

火箭课程的主讲导师朱云浩在一旁指导组装。在之前的线上设计阶段,他通常不会主动帮设计师调整参数,除非他们的设计会导致火箭到处乱飞等极端情况,他才建议改进。

汪昕潼是这37名设计师中的两个女孩之一,她觉得有些可惜,因为她交错了尾翼仿真版本,3D打印机打印出来的尾翼是四边形的。火箭仿真平台显示,这个版本的火箭只能飞180多米,而如果按照她改进后的三角形版本,则可以飞200多米。汪昕潼很想知道,能飞往太空的火箭是如何制作出来的,也期待看到自己制造的火箭发射成功。

11岁的付昳桐对发射缺乏信心。这是他制作的第一枚固体燃料火箭,外壳被他用颜料涂成了彩虹色。由于担心发射后的小火箭会被烧焦,无法完整回收,付昳桐提前保存下它“生前”的靓丽形象,打算之后将照片修成黑白的。

教室里还坐着香港宏信书院的带队老师,文伯衡是其中之一。在香港,要发射一枚固体燃料火箭几乎是不可能的,因为当地对固体燃料有严格的管控措施。即使在大湾区,要找到一片像在大西北这样合适的发射地也很难。文伯衡调侃,如果想发射火箭,可能得去公海。同时,在他看来,有机会亲手制作火箭,跟在课本中学习是完全不一样的。

火箭制作完成后就是发射。付昳桐给小火箭拍摄的“遗照”最终没用上。他的小火箭只飞了70多米高,头锥就不见了,但箭体几乎完好无损,他很开心可以将它带回去做纪念,当即删掉了“遗照”。汪昕潼的小火箭飞得比原先预测的要高,飞行高度超过了300米。当然,也有不少小火箭在空中解体,箭体被烧焦。

对这些火箭设计师来说,个人赛只是序曲。

团战

次日下午两点,日光正盛,山头飘着浮云,远远望去,有些像雪山。火箭教室里,切割声、敲击声、电动螺丝刀的旋转声、火箭设计师们的讨论声交杂在一起,每个人的脸都红扑扑的。37名火箭设计师正在参加团队赛,要在24小时内极限挑战大火箭的制作。

他们被分成8个小组,每组的分工角色包括队长、设计火箭和三维建模的火箭设计总师、把控火箭组装制作的物理工程师,以及负责美术、文案等的团队设计总师。

张浩然负责美术。他头顶上剃了一个类似闪电的符号,正坐在桌前画队旗。他画的是一枚长征二号F运载火箭。

每个小组还要额外提交一份技术报告,这难倒了不少设计师。张思宇就是其中一位,他正抱着电脑冥思苦想。写报告在他意料之外,他的组员同样觉得困难,还有人建议找人工智能帮忙。

“对我们来说,兴趣是最大的动力。”来自香港的学生李祉谦说。此时已是晚上10点,李祉谦和另外两位同学还在写技术报告,有些火箭部件也得等3D打印完才能组装。

李祉谦戴着一副眼镜,长相斯文,参加过许多与航天相关的赛事。4个多月前,李祉谦和此次团队的队长邓信昶,以及学校的另外8名同学一起去了俄罗斯西伯利亚的雅库茨克,在萨哈科学院教授的指导下,完成了小型人造卫星的设计和制造,并试验升空至离开地球表面31千米。

在那个项目中,他们付出了艰辛的努力。这一次,他们也做好了鏖战的准备。

时针指向11点,火箭设计师们还很精神,他们穿着睡衣,有的在教室里讨论火箭的制作,有的围坐在餐厅的桌子旁思索报告的撰写,输入法自动输错的一行字都能引发他们一阵大笑。

发射

郑广乐有些无奈。7月20日,火箭发射前的最后一晚,此时团队本应进行最后的组装调试,但他只能坐着干等——距离隔天发射还有不到10小时,他们团队的火箭尾翼断了。

在此之前,尾翼和头锥的打印已花去18小时,而他们拿到手也才一个小时不到。原本预计能飞1120米的火箭,“现在估计50米都达不到”,同组的张思宇欲哭无泪。

他们提交了新的尾翼建模,预计凌晨才能打印出来。12岁的队长刘晗轩是第二次参加火箭制作活动,他正一层又一层地往断裂的尾翼上涂抹AB胶,打算涂4层,试图将它们粘得更牢固。

底蕴澄也在一旁忙碌。他是汪昕潼队的队长,这是他第一次接触火箭,对参赛抱有极大的热情,也很有责任感,基本全程参与团队火箭的设计、组装等环节。他们组的火箭尾翼同样很薄,他担心发射时会影响飞行高度,于是重新提交了一版尾翼建模,如今也在等待打印成果。这两个小组的新尾翼直到大约凌晨两点半才打印完。

火箭要发射了。

戈壁滩上架起了发射塔,发射控制台在它后面几十米的地方。为了安全考虑,观看发射的选手集中站在更后方的位置。

“5,4,3,2,1,发射!”在众人的倒数声中,一枚枚火箭依次升空。郑广乐组的火箭最终飞了620.2米。

底蕴澄团队的火箭也被按下点火按钮:它在发动机的推动下迅速升空,但突然间,它在空中停顿了一下。就在众人以为火箭快要坠落时,它却再度往斜上方飞出,最后在升至300多米时掉落。

遗憾的不仅是底蕴澄小组。香港团队的火箭携带的测高仪提前掉落,最终未能测到火箭实际飞行最高点的数据。香港宏信书院的教师李晓迎鼓励学生来年再战。

据媒体报道,截至2023年年底,长征系列运载火箭累计发射505次,成功率高达97%。高成功率的背后,也有过许多艰难时刻。1996年2月5日,西昌卫星发射中心迎来长征三号乙运载火箭首飞,火箭发射后,却脱离既定轨道,撞山坠毁。

龙乐豪连问自己3个“为什么”,他点起蜡烛、开着应急灯,连夜寻求答案。这样的夜晚,他们连续熬了一个多月,最后发现,问题出在一个焊点上。“如果这根导线延长1500秒,也就是25分钟左右再坏,这一次发射就绝对是非常漂亮、圆满、成功的。遗憾的是,它就差这么1500秒左右。”他说,“失败,就是差一点成功;成功,就是差一点失败。”

再发射

火箭发射当晚,圆月高悬夜空。尽管银河的光带被掩映,但“夏季大三角”(指牛郎星、织女星、天津四组成的三角形)依旧清晰可见。月光洒在戈壁滩上,给跳动的篝火添了几分热烈。

火箭设计师们挥着手里的夜光圈,四处跑动。余东辰脖子上挂着一块奖牌,跟着人群大声唱起《孤勇者》等歌曲。在当天的颁奖环节,他被评为“赤星勇士”。在团队中,他出色地完成了美术分工的任务,并帮助队员进行火箭的组装等。余东辰只有7岁,却对火箭制作颇有想法,在此次设计个人小火箭时坚持使用偏曲线的尾翼,十分特别。

晚上11点多,篝火渐熄,火箭设计师们陆续离开。另一边,教室里依旧灯火通明。助教杨承烨正在等待最后的3D打印,有个部件大约还需要20分钟。在发射现场帮了一天忙,他的挑战欲也被激发。他的火箭从当天傍晚开始制作,准备连夜发射。

杨承烨今年高一,2023年参加过火箭排行榜活动,表现突出,所以今年被邀请过来帮忙指导。在一旁的是香港团队的同学,有的正在将当天回收的火箭装箱,他们想带回香港做纪念;有的正在搭手帮忙,跟杨承烨讨论火箭制作的具体细节——当天火箭发射出现问题后,即使在吃饭时间,他们也一直在复盘,总结出可能导致头锥脱落的四大原因。

将近零点,这枚“表演赛”的火箭终于被放置在发射塔上。十几个人围在发射台前,3颗按钮分别发出幽幽的黄、蓝、绿光线。得知当天是一位香港带队老师的生日,同学们起哄,正好“刷个火箭”给他庆祝。在众人的倒数声中,发射按钮被摁下,一抹亮光随即冲上夜空,倏忽间消失在视野中,只有测高仪的数据在不断攀升,最终停留在987米——这刷新了当天的最高飞行纪录。

张浩然喜欢唱《骄傲的少年》,回家后的他不时哼起这首歌,觉得它是在形容自己制作火箭的经历:“转眼间,一切都已改变,新的起点新的世界就在眼前。”

(北方摘自《南方周末》2024年8月15日,本刊节选) YpGhX8mC8lhDnZmWk7l4OG9oCcaLPKiw6Twbknh0dd0jxWfNyZVzqTACLwlalrLo

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