“火箭少年”，期待未來用火箭送快遞

鄭晶心

2020年8月，《00后大學(xué)生自制可回收固體火箭成功發(fā)射與回收》的視頻在網(wǎng)上爆火，當(dāng)天收獲800余萬播放量。視頻的發(fā)布者是南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院航空航天工程專業(yè)2019級本科生，被稱為“火箭少年”的劉上。這視頻的爆火不是偶然，而是緣自他十年航天夢的熱愛與堅(jiān)守，如今他的自制火箭已更新至第四代。

想成為靠技術(shù)改變世界的人

“我對能飛的東西都很感興趣，夢到過像超人一樣飛?！苯衲?1歲的劉上說。

劉上從小愛看科幻片，《星際穿越》《火星救援》《盜夢空間》《源代碼》《黑客帝國》等影片中的未來科技尤其是航天科技令他深深著迷，讓他不由自主地要?jiǎng)邮秩ヌ剿?。他小學(xué)時(shí)就做出了“水火箭”，初一時(shí)上網(wǎng)接觸到“科技論壇”，看到有民間愛好者制作小模型火箭，一下子被吸引，就此入了坑。

除了上網(wǎng)看帖子、搜集各類專業(yè)書籍學(xué)習(xí)，積攢相關(guān)知識，他還攢很多工具。他的房間如同一間小小工作室，打制了專門的架子，上面擺滿了手電鉆、臺鉆、角磨機(jī)、光學(xué)顯微鏡、試管、燒杯等各類制作模型的設(shè)備和工具。他自己都覺得有些“走火入魔”，好在父母很支持他，讓他放手去實(shí)踐自己的想法。

初二時(shí)，3D打印的概念引起了劉上極大的興趣。第二年，他買了個(gè)人第一臺FDM打印機(jī)。那時(shí)3D打印還不像現(xiàn)在這么普及，購買的機(jī)器性能相對也比較弱，但他以此為契機(jī)，開始了對于3D打印技術(shù)在個(gè)人DIY項(xiàng)目應(yīng)用的探索，并在他自制火箭模型時(shí)大量應(yīng)用。

從畫圖到3D打印，從電路原理圖到控制程序，劉上已經(jīng)記不清自己制作過多少個(gè)小火箭模型了。

攝影也是劉上感興趣的領(lǐng)域之一，他時(shí)常用相機(jī)將自己制火箭模型的過程拍攝下來，并剪輯、制作成視頻，發(fā)布到網(wǎng)上。初二下學(xué)期，他上網(wǎng)看到有網(wǎng)友自制了無人機(jī)航拍器，便也想自制一臺。

他網(wǎng)購了組裝無人機(jī)所需的零部件，僅僅用了10天時(shí)間，便制作出了一架翼展1.9米的無人機(jī)，他將這臺無人機(jī)命名為“獵鷹”。初三上學(xué)期，他進(jìn)一步改良“獵鷹”?！矮C鷹”具備定點(diǎn)、定向、定高、自動(dòng)返航飛行等功能，拍出的畫面效果令人震撼。他之后在網(wǎng)上爆火的自制火箭成功發(fā)射與回收的視頻都是自己拍攝并制作的。

他喜歡創(chuàng)造，想成為靠技術(shù)改變世界的那種人。

不是馬斯克，但和馬斯克一樣敢想敢做

“我喜歡馬斯克。他是瘋狂的，驚人地努力，是一位值得敬佩的人。他雄心勃勃，視野開闊，敢于打破常規(guī)，做很多天馬行空的產(chǎn)品?！?/p>

在劉上的房間里，貼著一張SpaceX的海報(bào)。最早吸引他去了解馬斯克的，就是SpaceX公司的可回收垂直起降的火箭。

2019年10月，劉上看到國外知名的航天愛好者“BPS.space”制作的姿態(tài)控制火箭，靈感被激發(fā)，也想搞點(diǎn)好玩炫酷、對社會有價(jià)值的東西出來。

2020年年初，新冠肺炎疫情暴發(fā)，在家上網(wǎng)課之余，他便開始著手制作火箭。

機(jī)械設(shè)計(jì)、3D建模、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、燃料調(diào)配、編程、飛控算法……制作火箭模型所需的知識令人望而生畏，但劉上沉迷其中、甘之如飴。他一邊制作，一邊拍攝視頻，發(fā)到網(wǎng)上與航天愛好者交流。

“有控火箭涉及的知識很多，我不可能每一方面都兼顧，所以愛好者之間相互幫助、交流是非常重要的?！眲⑸辖?jīng)常在航天愛好者組建的交流群中分享自己研制的進(jìn)度和難點(diǎn)，與成員們相互請教。

發(fā)動(dòng)機(jī)部分是耗時(shí)最久的，劉上用了近四個(gè)月嘗試，其間經(jīng)歷了數(shù)次失敗，得到了很多朋友的幫助。

劉奕兵與劉上同齡，也是來自高校的火箭愛好者，兩人在網(wǎng)上認(rèn)識后一拍即合，因?yàn)樽≡谕粋€(gè)城市，就線下見面一起“玩”火箭了。劉奕兵很快成為劉上火箭研制之路上的堅(jiān)定支持者。

經(jīng)過半年多的研制，2020年8月2日，終于到了要發(fā)射的日子了，劉上邀請可以抵達(dá)現(xiàn)場的小伙伴，開始了點(diǎn)火發(fā)射。

“3、2、1，點(diǎn)火！”

在野外空曠的砂石地面上，火箭穩(wěn)穩(wěn)地站立著，正是傍晚時(shí)分，遠(yuǎn)處夕陽正待降落。隨著倒計(jì)時(shí)聲音的結(jié)束，火箭被成功點(diǎn)火發(fā)射。發(fā)射瞬間，火箭尾部噴出強(qiáng)大的氣體，在地面掀起一股濃煙和一陣砂土，火箭拖著長長的“尾巴”沖上云霄。

隨后火箭下落，降落傘成功打開，火箭順利著陸并被回收。

天空就是激情所在、使命所在

“這屆00后太強(qiáng)了！”“我看不懂，但我大為震驚！”“這才是教育的未來！”

劉上將自制火箭成功發(fā)射并回收的視頻在網(wǎng)上發(fā)布之后，不到一天的時(shí)間里，全網(wǎng)累計(jì)播放量就達(dá)到了800多萬，贏得網(wǎng)友的一片好評與稱贊。

劉上研制的火箭可不僅僅是看起來“唬人”，在他發(fā)布的視頻中，“矢量噴管”“TVC”“姿態(tài)控制”等字眼都悄悄揭示了這枚火箭的“?！碧幩?。

TVC（推力矢量控制）發(fā)動(dòng)機(jī)是劉上此次最滿意的設(shè)計(jì)之一，在火箭愛好者的圈子里也是一個(gè)不小的突破。發(fā)動(dòng)機(jī)的“矢量噴管”可以靈活地向不同方向偏轉(zhuǎn)，只要稍稍改變方向，就可以保證火箭筆直升空。

為火箭安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)，對劉上而言同樣是全新的嘗試。有了它，升空后的火箭會根據(jù)傳感器收到的數(shù)據(jù)，在空中自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)，全程無需遙控。

這些技術(shù)攻關(guān)，除了參考書籍，劉上進(jìn)行了大量試驗(yàn)，不斷驗(yàn)證、改進(jìn)，他說：“尤其是火箭燃料的安全性，不容許有一點(diǎn)兒失誤?！泵看卧囼?yàn)時(shí)，劉上都會找無人的地方，提前找好掩體，備好滅火器，遙控點(diǎn)火。

2021年2月，劉上完成對第一代火箭的改良，進(jìn)行了第二次試驗(yàn)，再次發(fā)射成功。

2022年3月，劉上自制的回收火箭已經(jīng)升級到第三代。相對于之前，飛控系統(tǒng)有了比較大的升級和改進(jìn)，火箭所使用的材料也有了升級。

如今，他的火箭已經(jīng)更新至第四代。“這個(gè)項(xiàng)目我會持續(xù)做下去，這是一個(gè)充滿著困難與挑戰(zhàn)的過程，同時(shí)也是一個(gè)長久的過程，需要我不斷地去學(xué)習(xí)、探索、嘗試，只要我一直堅(jiān)持下去，說不定哪天就成功了?！眲⑸系淖罱K目標(biāo)是，可以用火箭來送快遞。

劉上的夢想是有源頭的。1944年，錢學(xué)森就提出了火箭噴氣式飛機(jī)的構(gòu)想，可以在一小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)從紐約飛到巴黎的目標(biāo)。但在沒有解決可重復(fù)利用的火箭技術(shù)前，火箭都被用于太空運(yùn)輸，火箭的近地使用并不現(xiàn)實(shí)，成本過高，沒有意義。國內(nèi)近年來對該技術(shù)的探索，已經(jīng)取得了一定的成果。據(jù)報(bào)道稱，國內(nèi)科研單位對火箭回收的試驗(yàn)驗(yàn)證也在進(jìn)行中，傘降、垂直回收都在試驗(yàn)之列，并且相關(guān)的運(yùn)載火箭垂直回收制導(dǎo)控制技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)已經(jīng)取得成功。

目前，劉上發(fā)布的視頻在全網(wǎng)累計(jì)播放量超過2000萬次，收獲近40萬粉絲。網(wǎng)友們的熱情關(guān)注，讓劉上意識到自己追夢火箭還有更深層次的意義——讓大眾領(lǐng)略科技創(chuàng)新的魅力，激發(fā)更多人追求自己的熱愛。因此，劉上開始將火箭研制與科普相結(jié)合，通過真實(shí)具體的工程實(shí)踐項(xiàng)目來展示其中的原理與技術(shù)，吸引更多的人了解和熱愛航天。他發(fā)布的視頻評論區(qū)儼然成為科普現(xiàn)場，有人問火箭零件如何制作的，劉上答：“部分是機(jī)器加工，大部分塑料零件先3D建模，然后交付工廠進(jìn)行3D打印?！庇腥藛栔谱骰鸺枰词裁磿?，劉上答：“《數(shù)值計(jì)算方法》《航天器控制原理》《有控彈箭飛行力學(xué)》……”

今年6月，劉上帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)小伙伴制作的科普視頻《一枚火箭的誕生》，再次登上微博熱搜。

劉上覺得，天空就是他的激情所在、使命所在。他會堅(jiān)持自己的初心、熱愛與追求，希望未來能將熱愛變成事業(yè)，成為中國航天事業(yè)中的一員。