

在寒假前不久,宾夕法尼亚州立大学的学生们坐在一个控制室里,身后是两英尺厚的混凝土墙。墙的另一边是一枚低温火箭。随着火箭点火,学生们用自己手写的计算机代码测量了系统不同部分的温度和压力,包括他们为火箭制造的固定装置。
他们是“月球之狮”团队的一员,该团队是参加谷歌月球X大奖赛的18支仍在角逐的队伍之一。“月球之狮”也是唯一一支以大学为基地、主要由大学生组成、由宾州州立大学教职员工领导的团队。(尽管还有另一支队伍是从大学分离出来的。)如果宾州州立大学的学生获胜,他们可以为学校赢得高达2000万美元的奖金。他们还必须成功着陆月球车,驾驶月球车至少500米,并将高清视频和照片传回地球。无论哪个团队赢得大奖,如果真的有的话,他们将是继前苏联、美国和中国航天机构之后,第四个“团队”实现月球软着陆。
“我们的目标是教育和研究,”月球之狮项目的总监、宾州州立大学应用研究实验室的航天系统工程师迈克尔·保罗(Michael Paul)告诉《大众科学》杂志。“我们希望我们所做的事情能成为其他大学的榜样。”保罗的意思是关于资金方面。谷歌月球X大奖赛旨在刺激私人航天产业,因此要求参赛者获得私人资助。保罗说,“月球之狮”团队得到了企业和私人捐赠的支持,并努力在预算紧张的情况下工作。“学生们学到的其中一件事是如何在工程中节俭。”
“学生们学到的其中一件事是如何在工程中节俭。”
随着新学期开始,该团队现在也在寻求众筹。他们需要略高于40万美元来建造和测试其设计原型。例如,团队需要完成对其低温火箭发动机的测试,这些发动机的设计是从NASA约翰逊航天中心授权的,并将进行修改以适应其飞行器的需求,并且能够与学生编写的计算机系统协同工作。
整体设计是一个多功能一体化模型,将着陆器和月球车结合在一个飞行器中。这有助于省钱——“否则我们就需要制造、测试和支付相当于两艘航天器的费用,两艘需要组装在一起的航天器,”保罗说。“月球之狮”飞行器将使用小型火箭着陆月球表面,然后利用相同的发动机“跳跃”所需的500米来赢得比赛。尽管NASA最近的火星探测车是轮式的,但跳跃式设计可以帮助“月球之狮”更快速敏捷地移动。
我与“月球之狮”设计团队的负责人之一、本科生工程师艾尔文·保罗(Alwin Paul)简短交谈,另一位负责人是本科生工程师帕特里克·戈尔斯基(Patrick Gorski)。艾尔文·保罗(与迈克尔·保罗没有亲属关系)解释说,他负责制造一个气垫船,以测试飞行器的航空电子设备。他的团队还将测试飞行器的各个组件,包括一套带有蜂窝结构的脚,当飞行器着陆月球表面时,这些脚会塌陷。蜂窝状的脚需要吸收13G的冲击力,并在着陆时保护飞行器精密设备。
该团队还有不到两年时间准备发射。迈克尔·保罗和他的学生们已经购买了价值1000万美元的门票,他们需要搭乘Phoenicia的便车,这是一家位于加州的私人发射服务提供商。他们将在2015年12月19日左右的发射窗口期升空。