世界最有趣的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室

佚名

也許人們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的印象還停留在顯微鏡、培養(yǎng)皿、穿著整潔白大褂的怪博士上，而美國《大眾科學(xué)》雜志盤點(diǎn)的最酷的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室千奇百怪，完全顛覆了人們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的刻板印象。有的實(shí)驗(yàn)室能讓你監(jiān)測暴風(fēng)雨，刺激程度堪比美國“現(xiàn)代文明之父”本杰明·富蘭克林收集閃電；有的實(shí)驗(yàn)室讓你有機(jī)會(huì)建造火星探測器，或許會(huì)成就你在人類航天史上留下自己名字的理想……

建造火星常設(shè)基地模型

盧克·施米克有一個(gè)相當(dāng)酷的工作，那就是教宇航員如何操縱航天飛機(jī)。什么能比這個(gè)還酷？“從零開始設(shè)計(jì)一架航天器，”參加過世界上唯一的太空建筑研究生學(xué)位課程的一名學(xué)生說，“總有一天，會(huì)有能帶我們飛上太空的飛行器，隨之而來的是，我們將需要在行星外生活和工作，這就是世川國際太空建筑研究中心的學(xué)生要設(shè)計(jì)的內(nèi)容。”“與地面建筑相比，這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作需要更多的工程技術(shù)訣竅，”NASA月球居住系統(tǒng)的主管和世川國際太空建筑研究中心的校友拉里·圖普斯解釋說，“比如，學(xué)生必須了解和因數(shù)化六分之一重力在人體工程學(xué)上的影響。”另一個(gè)挑戰(zhàn)是保護(hù)船員免受太空強(qiáng)輻射的影響。學(xué)生為地球軌道設(shè)計(jì)了一個(gè)可擴(kuò)展的充氣實(shí)驗(yàn)室。他們?yōu)榛鹦浅ＴO(shè)基地的所有組成部分建造了模型——包括居住艙、研究實(shí)驗(yàn)室、水耕花園，甚至是地面探測車輛。

設(shè)計(jì)、建造和試飛火箭

每年，20名航空和機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生，可以用8個(gè)月時(shí)間來設(shè)計(jì)、建造和試飛火箭，火箭的飛行高度可達(dá)1609米。業(yè)余愛好者制造的火箭，其飛行高度通常低于304米（并且需要獲得美國聯(lián)邦航空局的許可）。去年的學(xué)生建造了約16公斤重、2.6米長的碳纖維火箭，搭載有先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。火箭的整流罩內(nèi)裝有一個(gè)攝像頭和航空電子設(shè)備，來記錄火箭的飛行路徑和其他資料；在尾端，裝有溫度和壓力傳感器。學(xué)生可以拿自制火箭參與美國航天局贊助的學(xué)生火箭發(fā)射競爭，并提交一份報(bào)告給航天局的科學(xué)家和工程師。美國航天局的馬歇爾太空飛行中心和阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校就在一條街上。“在這里，學(xué)生整天玩火，擺弄炸藥，”工程教授莫澤說，“沒有比這更讓人羨慕的了。”

將汽車拆得支離破碎

在美國國家碰撞分析中心，每個(gè)學(xué)習(xí)運(yùn)輸安全研究生課程的學(xué)生將得到一輛汽車，以及一張拆卸說明書，教你如何將車子拆得支離破碎。然后，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上重建車輛模型，并一次又一次地撞毀它。學(xué)生也協(xié)助進(jìn)行真正的碰撞測試。該實(shí)驗(yàn)室與汽車制造商以及運(yùn)輸部合作，以確定汽車和路邊設(shè)施（如路燈桿、柵欄和標(biāo)志牌）的安全標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在的課題對(duì)準(zhǔn)的是高速公路最近面臨的一個(gè)問題：數(shù)量極大的越野車、小型貨車和其他小型卡車。學(xué)生們試圖解答這個(gè)問題：公路柵欄這樣的路邊設(shè)施是否應(yīng)該隨著可能會(huì)撞向它們的車輛的大小而改變。

測試極端風(fēng)暴

颶風(fēng)來襲之前，得州理工的學(xué)生在現(xiàn)場建立了一個(gè)流動(dòng)研究中心，進(jìn)行幾十項(xiàng)測量，包括風(fēng)速和風(fēng)暴眼的強(qiáng)度。他們的儀器是風(fēng)暴中唯一能保持完好無損的。基于實(shí)驗(yàn)室測試和風(fēng)暴期間及之后的災(zāi)難現(xiàn)場數(shù)據(jù)，該中心還建立了更準(zhǔn)確的龍卷風(fēng)測定標(biāo)準(zhǔn)。它反映了最近的發(fā)現(xiàn)：低速風(fēng)造成的破壞比之前預(yù)想的要大。當(dāng)學(xué)生不沉浸在毀滅性的颶風(fēng)中時(shí)，他們會(huì)設(shè)想如何使風(fēng)力發(fā)電效率更高，或設(shè)計(jì)能更好地抵御颶風(fēng)的房屋。

研究雷電的奧秘

整個(gè)夏天，當(dāng)有風(fēng)暴經(jīng)過時(shí)，雷電實(shí)驗(yàn)室的研究人員和學(xué)生24小時(shí)全天候工作，以觸發(fā)雷電。一條細(xì)導(dǎo)線連接到火箭上作為一個(gè)導(dǎo)火索，誘發(fā)雷電通過所謂的等離子體通道到達(dá)接地的金屬發(fā)射臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)室的傳感器網(wǎng)絡(luò)幫助解決有關(guān)雷電的奧秘，例如每次直接雷擊的獨(dú)特電磁場的成因，或者一次直接雷擊將如何影響地下電纜。但觸發(fā)雷電并不像想象的那么容易。每個(gè)夏天，如果學(xué)生們能觸發(fā)40次雷擊就算幸運(yùn)的了，而其中多次觸發(fā)成功可能是在同一風(fēng)暴期間。5年前，雷電實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生們協(xié)助得出了10年間的最大發(fā)現(xiàn)之一：大多數(shù)雷電都釋放出X射線。今天，學(xué)生們通過建立新的X射線傳感器網(wǎng)絡(luò)，仍在試圖弄清楚其成因。