受SpaceX启发“造火箭”,瑞士大学生击败欧空局,创造历史!

学术   2024-11-03 23:55   甘肃  

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有人说,造火箭是工科生的梦想和极致浪漫。

最近,瑞士洛桑联邦理工学院一群充满激情的学生,就创造了“造火箭”的新历史!他们成功进行了欧洲首个火箭跳跃测试,这是实现可重复使用火箭研制的重要技术节点。据说,当初他们是受SpaceX的启发,开始了这个“造火箭”的项目,并最终“解锁”这一关键技术。

而且,整个“造火箭”在预算有限的条件下完成的,非常了不起,不仅展现了他们对太空探索的热情,还展示了他们如何实现一个个不可能的目标。据说,现在瑞士有若干个这样的学生科研项目,目的是为瑞士太空技术的发展,培养未来人才。眼下,他们的规模还太小,但改变世界的决心却很大!

在科技兴国的当下,这也鼓励着更多的孩子们:不要害怕挑战,去征服你的星辰大海吧!

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当前,航空业发展的趋势之一是研发可重复使用的火箭。


如果你一直关注埃隆·马斯克和SpaceX的猎鹰9号和星际飞船的发展,就会知道跳跃测试是制造可重复使用火箭的关键。


没想到,这一关键技术被一帮瑞士大学生给“解锁”了。


最近,在一个由瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)学生发起的航天项目中,他们创造了欧洲航天历史的新篇章——他们研发的Colibri火箭成功自由飞行105米,水平轨迹为 30 米,并垂直着陆安全返回发射台!


整个过程持续了60秒,这枚小型火箭完成了完美的爬升、横向偏移和返回着陆,这不仅是团队从一开始就设定的目标,也是欧洲至今唯一实现自由飞行和垂直着陆的可重复使用火箭!


Colibri火箭的受控飞行和着陆测试


Colibri:全球首个学生自主研发的可重复使用火箭


这个航天项目名叫格吕耶尔太空计划Gruyère Space Program(GSP)。它是一个以学生为主导的科研项目,目的是推动瑞士在航天领域的发展。


项目开始于2018年,具体的目标是开发一枚名为克里布利( Colibri) 的火箭,它要可重复使用。


Colibri长为2.5米,重100公斤,采用学生自己设计的F-100双组元推进剂发动机,发射时可产生1.2千牛的推力,具备垂直起飞和降落能力。这种技术正是未来星际着陆器和重复使用发射器的关键所在。


除了火箭本身,团队还开发了uMouche无人机,为火箭飞行提供辅助,比如在准备发射的Colibri周围巡视各种状况。


有意思的是,这次测试的时候,这帮学生还玩心大发,将一片奶酪绑在Colibri的一个着陆腿上,以此向瑞士传统致敬,因为奶酪可是瑞士的“国菜”。不知道这块奶酪会不会因为F-100的火箭羽流而融化……


火箭羽流是指从火箭发动机喷管喷射出来的气体流,这些气体在飞行时形成了一种像羽毛一样的形状。


发射前,GSP主席、也是创始成员的杰雷米·马尔西亚克表示,“我们要证明学生可以在私营公司或航天机构之前,就能够实现在欧洲发射火箭并回收”。真是壮志凌云少年强啊!


团队测试Colibri火箭

显然,他们做到了。迄今为止,欧洲还没有一家私营公司成功进行过跳跃测试。欧洲的阿丽亚娜集团计划为它的Themis可重复使用火箭计划进行跳跃测试,然而,测试最近被推迟到了2025 年。


去年,PLD Space 发射了欧洲首枚可重复使用的亚轨道火箭,名为 Miura 1。但这个火箭不是为垂直着陆而开发的,因此不需要跳跃测试。 


所以,这支学生团队抢先一步,击败了欧洲航天局和欧洲私营航天公司,成为第一支在欧洲大陆成功进行跳跃测试的团队。


追随埃隆·马斯克的脚步,书写自己的故事


让人佩服的是,整个项目最初仅由五名学生运营,他们从中学就认识,高中毕业后一起考上了瑞士洛桑联邦理工学院。现在,团队已发展到15人的规模。


瑞士洛桑联邦理工学院“造火箭”的一群学生

团队基本由一群机械和电气工程专业的学生组成,学生们不仅自主设计和建造了火箭,还开发了相关的控制算法,此次测试是他们系列实验中的一次重要里程碑。


25岁的机器人专业学生、该团队的发言人尤莉·博宁说起整个过程,难掩兴奋。她表示,欧洲还没有人发射过载物的火箭,并让它再次着陆, “我们团队一起完成了所有开发工作,这真是太棒了。”


负责转向、导航和控制系统的尤莉·博宁,是项目初建时的成员之一

据说,他们是受到了美国SpaceX项目的启发,其火箭可以垂直降落到地球上,团队认为原理是一样的,因此,他们相信自己也可以完全自主开发和建造Colibri。


了解SpaceX的话会知道,它是第一家成功实施可重复使用火箭计划的公司,它的主力火箭是猎鹰9号,可以部分重复使用,并利用其第一级助推器进行垂直着陆。 


与此同时,SpaceX 的下一代星际飞船火箭将完全可重复使用,这意味着上面级和第一级都将返回地球着陆。


SpaceX最近对这种方法进行了一项关键测试,使用其Mechazilla机械“筷子”臂从空中接住了Super Heay第一级助推器,收获了来自全球的“崇拜和折服”。


跟“偶像”SpaceX比起来,GSP团队的“家当”可真是太简陋了。开发 Colibri 的成本不到 25万瑞士法郎(大概205万人民币)。


他们使用简单廉价的材料建造了火箭。博宁说,“通常,Colibri的油箱是从建筑工地找来并改造的管道”。团队还借助3D打印,可以在很短的时间内独立更换某些部件,这样就无需依赖供应商了。


所有关于火箭的事情,都由学生自己完成。当然,他们也是有支持的。


在这些学生努力的背后,是瑞士洛桑联邦理工学院的MAKE原型设计项目(目的是培养学生的实践技能和创新能力)和众多行业合作伙伴的支持。


比如,他们现在有55个工业合作伙伴。其中包括为他们免费提供砾石坑做测试的公司,以及起重机公司等。嗯,操作起重机也是团队成员自己来干,当然必须经过培训。 


博宁说,“造火箭”的过程中,他们会联系世界各地各领域的专家进行请教,这些专家也很乐意为他们提供建议。像瑞士第一位宇航员克洛德·尼科利耶,就是这些青年火箭迷们的项目导师。


现在,像GSP这样的学生科研项目还有若干个,可见瑞士为太空技术的发展,正在大力培养未来人才。


其他火箭项目中,正在固定自动控制降落伞电子设备的学生

据说,接下来,GSP将以初创公司PAVE Space的形式开辟新天地,利用Colibri开展“移动工程服务”,未来还将提供空间监视和跟踪服务。到2030年,他们希望推出地球同步卫星延寿服务。


连瑞士太空局都表示, “学生们取得的成就,值得高度尊敬”!


按国际标准,这些瑞士学生项目非常成功,“此类项目将为他们的成长奠定良好而实用的基础,为他们未来在太空领域施展拳脚做好准备”。


有人说,GSP的成功不仅为他们带来荣耀,也为整个欧洲航天事业增添了新的希望。而这个希望,也是众多因素共同作用的结果。


总之,这次的火箭跳跃测试,展示了年轻人非凡的创造力和勇气。小朋友们,保持你的好奇心和想象力,未来的你,也将实现更伟大的梦想!



一 END 一




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