由大學生製作的火星探測概念車搭載探空火箭升空

弗吉尼亞理工大學的學生們正在現場觀看黑雁9號探空火箭（Black Brant IX sounding rocket）搭載他們製作火星探測概念車（Mars rover concepts）從弗吉尼亞州NASA沃洛普斯飛行基地（NASA s Wallops Flight Facility）發射升空。

圖片來源：NASA/Allison Stancil

見證火箭發射是一種特殊的經歷，而現場觀看火箭運載自己製造的器材發射升空則是無價的經歷。

對弗吉尼亞州漢普頓NASA蘭利研究中心（NASA』s Langley Research Center）的研究員、弗吉尼亞理工大學和佛羅里達中部大學的學生來說，那就是他們周二在弗吉尼亞州NASA沃洛普斯飛行基地（NASA』s Wallops Flight Facility）觀看探空火箭發射時的感受。

「極少數學生有機會參與設備設計，並由NASA的火箭搭載升空。」Jamshid Samareh說。他在NASA蘭利研究中心的系統分析與概念模型指揮部（Systems Analysis and Concepts Directorate，SACD）擔任研究工程師。

通過NASA的SACD內部研發計劃提供的資助，此項目已經見證了30餘名弗吉尼亞理工大學學生和1名佛羅里達中部大學學生開展火星探測車的概念化和設計，並通過3D列印技術製作具有可行性的火星車測試模型。

NASA蘭利研究中心工程師Jamshid Samareh正在展示此項目中由學生製做的縮小版火星車概念模型。

圖片來源: NASA/David C. Bowman

火星探測車概念來源於具備可摺疊部件的房車（recreational vehicles，RV），與可摺疊部件更易被運輸到火星這一理念相符。這一概念車具有與房車相似的可彈出部件，能夠在火星上一次性展開。

弗吉尼亞理工大學的學生正在組裝他們的概念車。

圖片來源: 由Ian Stewart免費提供

「當創造力被可行性所限制時，你總會感覺充滿了樂趣與挑戰性，更不用說這些工作看起來總是那麼酷。」佛羅里達中部大學學生J.T. Madigan說。

NASA蘭利研究中心工程師Jamshid Samareh（左一）在火箭成功發射後與弗吉尼亞理工大學學生合影留念。

圖片來源: 由Jamshid Samareh免費提供

測試模型搭載56英尺（17.07米）高的黑雁9號探空火箭（Black Brant IX sounding rocket）升空，此次發射也是SubTec-7裝載任務的一部分。

基於房車製做的火星探測概念車只是重約1200磅（544.31公斤）的裝載貨物的一部分，這批貨物將飛至海拔154英里（247.84公里）的至高點後打開降落傘進入下降過程，並將落入大西洋，進而被收回。SubTec-7為20多項技術提供飛行測試，旨在提高探空火箭和航天器的性能。

一枚探空火箭在身處太空的時間非常短暫，一般來說只有5到20分鐘，相較於入軌與越軌火箭，探空火箭的速度也更低一些。這為成功進行科學實驗提供了十分充分（有時甚至是極為理想）的條件。

解決裝載問題

在蘭利研究中心任職期間，Samareh參與過很多項目，他說把設備安全高效地運送到火星這顆紅色星球是更大的挑戰。

「我們不斷地遭遇各種問題，其中就有裝載問題」，他說，「我們的火箭要裝載大宗貨物-探測車、居住設施等等。我們想把這些貨物置於裝載火箭前端。」

解決問題的動力引領著由弗吉尼亞理工大學和佛羅里達中部大學的本科生及研究生組成的團隊在校內對此進行研究，蘭利研究中心的研究員提供了相應的支持。

研究員和學生運用計算機輔助設計（Computer-Aided Design, CAD）軟體設計了18款火星探測概念車，並對其中4款進行了製做、組裝和測試，之後這4款概念車被送往沃洛普斯進行探空火箭飛行測試。

「我一直以為重量是太空飛行的限制因素」，弗吉尼亞理工大學學生、研究團隊中的研究生顧問Alex Matta說，「但通過參與這個項目，我明白了減輕貨物體積也同樣重要。」

「我們希望火星車這個大傢伙能夠搭上裝載火箭，無論以什麼方式。」Samareh說。

本次項目的目標是研發質量過硬、可展開的火星探測概念車，藉此提升著陸車裝載效率以及進入火星大氣層、降落、著陸以及大氣俘獲各階段的空氣動力穩定性。大氣俘獲是指人工遙控航天器進入行星或者月球軌道，在入軌過程中，藉助目的地大氣層實現減速。

幾十年之前的火星探測概念車並不像現在這樣精緻，他們體積龐大而且非常笨重，Samareh不想再重製那樣的火星車了。

「以前的火星車設計得不切實際，它們無法被高效裝載。」他說。

縱觀可展開火星探測車的設計進化歷程，最初版本非常簡單，現在有了許多高度、寬度以及重量方面的改進，旨在使火星車能夠進入裝載火箭並佔據儘可能小的空間。

「任何一種類型的發射任務所佔用的不動產資源都十分寶貴，所以我們這樣一個創新型項目能被獲准使用飛行測試硬體非常棒。」Madigan說。

Samareh鼓勵這些學生提出他們能想到的所有瘋狂的點子，這樣他們就可以從中選取一些點子進行具體的研究。「他們想出的點子我都想不到」，他說，「他們的思想非常不一樣，（鼓勵他們提出想法）效果非常不錯。」

基於房車部分理念設計的火星探測概念車也得到了除NASA以外的機構的認可，該設計贏得了4月份舉辦的美國航空學院與航空1號領域學生論文會議本科生組第一名的殊榮。

當所有工作都塵埃落定，在沃洛普斯發射現場，看到學生們臉上興奮的神情，這是「最大的回報」，Samareh說。他還說，那些設計並不是唯一的價值所在，更重要的是讓學生參與到NASA的工作中，讓他們對航天事業充滿更高層次的動力。

「我們從他們身上學到了許多東西，他們從我們身上也收穫不少。」（編輯：Eric Gillard 譯者：StereoX 校對：柯寧）

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