为实现火星梦想而自制火箭的少年

“没有人愿意给我任何建议,以防我搞砸了把他们也卷入其中。”

为实现火星梦想而自制火箭的少年

莎拉·斯洛特

美国航空的摇篮在纽约长岛,诺斯罗普·格鲁曼公司的工程师在60年代建造了美国宇航局所有的登月舱,其中两个仍留在地球上的航天博物馆里,它们旁边是一枚最早的现代火箭的复制品。更确切地说,它是自称是太空迷的18岁贾斯汀·斯基亚沃(Justin Schiavo)的家。

我也想给尽可能多的人带来太空的美。

如果不是在美国国家宇航局的东海岸前哨基地附近长大,现在质疑这个高中生是否会对太空着迷已经太晚了。这种爱已经根深蒂固:他的房间里满是太空纪念品,包括挂在天花板上的行星;他的邮件以“保持优秀”结尾。他从大一开始就被一致投票选为罗斯林高中天文俱乐部主席。最重要的是,斯基亚沃正在制造火箭——便宜、高效的火箭。

他的一个项目,“喷气式飞机喷嘴对混合火箭发动机的影响”,为他赢得了一张去华盛顿特区的机票,他成为Regeneron搜寻科学人才比赛的前40名竞争者之一,这是该国最古老的高中毕业生科学和数学竞赛。

正是在长岛航空博物馆的摇篮里担任讲解员的时候,他对太空的热爱发展成了一种愿望,即太空不是一个抽象的概念,而是每个人都可以探索的东西。

“我意识到我想——除了帮助第一个人登上火星之外——我还想给尽可能多的人带来太空的美,”斯基亚沃告诉《逆》杂志社。

他决定,要做到这一点的方法是制造一种廉价、可控和易得的火箭。

为实现火星梦想而自制火箭的少年

图解:贾斯汀的实验。

他强调说他制造的混合推进剂-飞梭式喷嘴尖火箭是一种粗糙简易的火箭,只是利用现有的两种技术,并将它们结合在一起,但他也低估了自己建造火箭的事实。

为实现火星梦想而自制火箭的少年

混合推进剂火箭在两个不同的阶段使用不同的火箭推进剂——一个是固体,一个是气体或液体。它没有被广泛使用是因为它不能产生很大的推力,然而,斯基亚沃指出:“这个制作非常机械重复而简单。”他使用PEX管来承载燃料——“同样的东西,你只是使用在厕所下面的管道上。”

为实现火星梦想而自制火箭的少年

“它在业余火箭队和大学火箭队中使用过很多,但美国宇航局和SpaceX没有使用过。”斯基亚沃说:“我想设法使这个引擎更具有实用性,所以我开始研究增加发动机推力的方法。”

没有人愿意给我任何建议,以防我搞砸了把他们也卷入其中。

为实现火星梦想而自制火箭的少年

他的创造性努力产生了一枚设计新颖的火箭。大多数火箭使用传统的钟形喷管——就像在一个孩子画的三角形宇宙飞船中——但另一个选择是气动塞式喷管,一个反向版本,以产生更大的推力。因此,斯基亚沃在一个名为Autodesk Inventor的计算机自动设计程序上设计了两个混合火箭和两个不同的喷嘴,把它们送到一家公司打印,并排测试,测量推力并比较数值。

他指出,制造火箭发动机的成本“显然非常高”,因此他很难找到别人对该项目的支持。

为实现火星梦想而自制火箭的少年

图解:气动塞式喷嘴

幸运的是,斯基亚沃的爸爸是一名机械工程师。他在同事的监督下在办公室测试了儿子的实验品。在第一次试验中,气动塞式喷嘴完全熔化了。后来,在一次大学旅行中,斯齐亚沃遇到一位教授,也正是教授告诉他这其中出了什么问题。

斯基亚沃解释说:“那个教授基本上是告诉他,我不应该仅仅通过改变外形来降温——我需要增加一个再生冷却系统。因此,根据这条建议,我的第二个实验有了一个全新的方向,我基本上能够利用热力学传热过程来发挥我的优势,利用流经喷嘴中心的水来带走喷嘴运行中的热量。”

为实现火星梦想而自制火箭的少年

贾斯汀在搜寻科学人才比赛(Regeneron Science Talent Search)

有了这个建议,他成功地提出了一个概念证明——一个气动塞式喷嘴与一个混合引擎的组合,这成为他提交给Regeneron的论文的基础。

按比例放大后,他认为他的发明可以将立方体卫星(重量不到3磅的轻纳米卫星)送入太空。但在短期内,他将其视为一种教学工具,为大众带来更多的空间。

斯基亚沃说:“一个类可以一起制造一枚混合火箭,将其送入亚轨道,并收集数据。”“这就是我对这项技术的未来设想,我认为这是一种教育工具。”

斯基亚沃在麻省理工学院一年级就有机会制造更多的工具。他想以建造火箭、发动机和航天器系统为生,因为他对未来的水晶般的憧憬是人类是一个多行星物种。

他说:“我不在乎荣誉和金钱,我只想建造能把我们带到火星的东西。我想尽我所能成为我们到达目的地的故事的一部分。”

FY: 秦正冰

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