开源外太空:几个人如何为大众建造自制火箭飞船

在哥本哈根亚轨道公司,有史以来最强大的业余火箭项目
Thomas Pedersen/哥本哈根亚轨道公司

《大众科学》很高兴为您呈现由 Vice Media 的未来文化指南 MotherboardVice 制作的视频。Motherboard 的原创视频涵盖了深度调查报道到对塑造我们古怪现在的、离经叛道的、具有前瞻性思维人物的介绍。

任何有足够智慧和胆量的人都可以制造自己的火箭并将其送入太空。或者至少,这就是非营利性开源航天项目哥本哈根亚轨道公司希望证明的。

今年 9 月,《Motherboard》前往丹麦,采访了这场 DIY 太空探索新浪潮的先驱们,以了解这些自家后院火箭是如何制造的。哥本哈根亚轨道公司成立于 2008 年,由两位业余工程师兼企业家 Kristian von Bengtson 和 Peter Madsen 创立,如今已发展成为一个由 20 多名专家组成的团队,他们决心打造第一艘载人自制航天器,实现亚轨道飞行。

如果成功——载人发射预计在未来几年内进行——丹麦将成为继中国之后,第四个成功将载人火箭送入太空的国家。如果这项壮举得以完成, Kristian 和 Peter 的独特之处在于,他们能以几万美元的微薄预算完成,而政府资助的机构和 SpaceX、Virgin Galactic 或 Bigelow 等新兴私人公司则需要花费数千万美元。

到目前为止,他们的成就令人印象深刻:他们混合燃料火箭 HEAT-1X 是第一枚搭载全尺寸碰撞测试假人进行飞行的“业余”火箭,也是第一枚成功执行主发动机关机 (MECO) 指令的火箭,更是第一枚从“低成本”海上平台发射的火箭。它也是有史以来最强大的业余火箭。

如果你想去太空,就没必要对此守口如瓶。通过将航天项目开源,哥本哈根亚轨道公司不仅能够吸引对太空充满热情的专家,让他们以人力资本换取参与一项新奇刺激的事业,还获得了来自世界各地热心追随者的捐赠、产品支持和建设性反馈。他们没有具体说明需要筹集多少资金,但估计单次发射最终成本约为 50,000 欧元,或约 63,000 美元。如今,他们仍在通过 Indiegogo 活动 进行募捐。

Kristian Von Bengtson

一个人家的水槽阀门可能是另一个火箭人的缺失部件。一项 DIY 航天项目可以从当地水暖店或五金店的搜寻开始。通过使用现成的日常产品,哥本哈根亚轨道公司的成员们找到了成本更低的解决方案来替代昂贵而复杂的系统。

“与其自己发明一个阀门,为什么不买一个已经生产了数百万个的呢?”Kristian 解释道。他说,在早期的火箭测试中,他们曾使用吹风机来防止一个阀门冻结。

哥本哈根亚轨道公司不局限于现状,而是探索边缘。当然,资金和技术很难获得,但限制有时也会是伪装的祝福。与其花光身上仅有的钱去 NASA 研究中心租用昂贵的离心机,哥本哈根的这帮人去了当地的游乐园——著名的趣伏里花园,并调高了游乐设施的转速,以测试他们飞船未来发射的 G 力阈值。

这对搭档已经两次试飞了他们的“第谷·布拉赫”号宇宙飞船——以 16 世纪的丹麦天文学家命名,他以不借助望远镜就能做出异常精确的天文观测而闻名。2010 年,电力中断导致阀门冻结关闭,发射因此受阻。2011 年,火箭成功发射,达到 2.8 公里(1.7 英里)的高度,但发动机因未披露的异常情况而被关闭。

与轨道飞行不同,亚轨道飞行本质上是一种抛物线飞行,从地球到太空再返回,就像一个巨大的“U”形转弯,整个过程大约需要 15 分钟。

每一次失败的发射测试,哥本哈根亚轨道公司都在逐步打破“太空旅行对于小人物来说过于复杂、昂贵和精密”的观念。错误和事故既有危险性,也同样有益,这就是为什么哥本哈根亚轨道公司强调持续系统测试的价值。“我一直在努力保持低成本,”Peter 解释说,他曾在三个潜艇项目中磨练了他的工程技术。“如果工作做得太好,就会花费更长的时间,成本也会更高。”基本上,如果质量过高,火箭就永远无法完工。

火箭发动机、发射逃逸系统和降落伞构成了待测试的系统范围。由于哥本哈根亚轨道公司没有联邦或商业资助的航天项目那种繁琐的官僚程序和监管,Kristian 解释说,他的团队可以从修改草图到改进原型,有时不到五分钟。这比 NASA 快得多,当然,他曾协助设计过新的月球探测器,并合著了该机构的《人类集成设计手册》。

HEAT-1XP 火箭发动机的静态测试。推力约为 7 吨。这相当于一头成年大象冲锋的力量。(学分:哥本哈根亚轨道公司)

在我们视频播出前的几天,我们联系了 Kristian,了解他们飞船的最新进展以及首次载人发射的预期日期。他简短地回复了我们,留下了 tantalizing 的模糊信息:“新的太空舱即将推出,还有更多……”(他在《Wired》博客上用优雅而令人印象深刻的时间线记录了 CO 在 2012 年的进展。)

本月晚些时候还将安排一次发动机测试,并正在开发另一个太空舱。团队尚未确定首次载人发射的确切日期,届时 Peter 将进行亚轨道飞行。在此之前,这对搭档正努力保持低调,筹集资金,并像专业人士一样按计划进行。这是一种他们显然乐在其中的例行程序。当我们问 Kristian 什么最让他害怕时,他想了一会儿。“我担心如果这真的成功了,我不知道接下来该做什么。”

 

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