

這里是青海冷湖,晚上8點半,8歲的張浩然站在戈壁灘的風沙中,把塑料袋的袋口用一根細線牢牢地打了個結,線的另一端密密麻麻地纏繞在一根小鐵棍上。風呼呼刮過,張浩然拋起手中一直捏著的小鐵棍,塑料袋隨即飛向空中,被風灌得滿滿當當,不過轉眼它就被小鐵棍的重量拉下,墜落在地。在張浩然的世界里,塑料袋就是降落傘,它隨著小鐵棍飛起、墜落,這個過程相當于火箭發射并得以成功回收。
在火箭回收工作中,加裝降落傘是其中一種方案。早在1963年,錢學森就在《星際航行概論》中提到運載火箭回收的重要性。60多年后夢想照進現實。2024年6月,我國成功在酒泉衛星發射中心完成可重復使用運載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗。
2024年7月16日,張浩然和另外36名中小學生從全國各地飛抵敦煌,經過4個多小時車程,一路向西來到冷湖,參加“冷湖火箭排行榜”(U18全球青少年火箭發射挑戰賽)。在冷湖空曠的戈壁灘上,37名少年將親手設計、制作并發射兩枚火箭——能回收的那種。
到達冷湖之前,37名“火箭設計師”已在線上平臺上學習過10節火箭課程,來到冷湖,他們要組裝的火箭零部件也是提前在火箭仿真平臺上設計的。
這些火箭的外形五花八門。有的尾翼是偏曲線型的,也有的是四邊形或三角形的;有的火箭箭體設計得很短,發動機裝進去,還有一小截露在外面。涂繪也盡顯設計師的巧思,有的被涂成2B鉛筆樣式,有的則是可樂瓶。
火箭課程的主講導師朱云浩在一旁指導組裝。在之前的線上設計階段,他通常不會主動幫設計師調整參數,除非他們的設計會導致火箭到處亂飛等極端情況,他才建議改進。
汪昕潼是這37名設計師中的兩個女孩之一,她覺得有些可惜,因為她交錯了尾翼仿真版本,3D打印機打印出來的尾翼是四邊形的。火箭仿真平臺顯示,這個版本的火箭只能飛180多米,而如果按照她改進后的三角形版本,則可以飛200多米。汪昕潼很想知道,能飛往太空的火箭是如何制作出來的,也期待看到自己制造的火箭發射成功。
11歲的付昳桐對發射缺乏信心。這是他制作的第一枚固體燃料火箭,外殼被他用顏料涂成了彩虹色。由于擔心發射后的小火箭會被燒焦,無法完整回收,付昳桐提前保存下它“生前”的靚麗形象,打算之后將照片修成黑白的。
教室里還坐著香港宏信書院的帶隊老師,文伯衡是其中之一。在香港,要發射一枚固體燃料火箭幾乎是不可能的,因為當地對固體燃料有嚴格的管控措施。即使在大灣區,要找到一片像在大西北這樣合適的發射地也很難。文伯衡調侃,如果想發射火箭,可能得去公海。同時,在他看來,有機會親手制作火箭,跟在課本中學習是完全不一樣的。
火箭制作完成后就是發射。付昳桐給小火箭拍攝的“遺照”最終沒用上。他的小火箭只飛了70多米高,頭錐就不見了,但箭體幾乎完好無損,他很開心可以將它帶回去做紀念,當即刪掉了“遺照”。汪昕潼的小火箭飛得比原先預測的要高,飛行高度超過了300米。當然,也有不少小火箭在空中解體,箭體被燒焦。
對這些火箭設計師來說,個人賽只是序曲。
次日下午兩點,日光正盛,山頭飄著浮云,遠遠望去,有些像雪山。火箭教室里,切割聲、敲擊聲、電動螺絲刀的旋轉聲、火箭設計師們的討論聲交雜在一起,每個人的臉都紅撲撲的。37名火箭設計師正在參加團隊賽,要在24小時內極限挑戰大火箭的制作。
他們被分成8個小組,每組的分工角色包括隊長、設計火箭和三維建模的火箭設計總師、把控火箭組裝制作的物理工程師,以及負責美術、文案等的團隊設計總師。
張浩然負責美術。他頭頂上剃了一個類似閃電的符號,正坐在桌前畫隊旗。他畫的是一枚長征二號F運載火箭。
每個小組還要額外提交一份技術報告,這難倒了不少設計師。張思宇就是其中一位,他正抱著電腦冥思苦想。寫報告在他意料之外,他的組員同樣覺得困難,還有人建議找人工智能幫忙。
“對我們來說,興趣是最大的動力。”來自香港的學生李祉謙說。此時已是晚上10點,李祉謙和另外兩位同學還在寫技術報告,有些火箭部件也得等3D打印完才能組裝。
李祉謙戴著一副眼鏡,長相斯文,參加過許多與航天相關的賽事。4個多月前,李祉謙和此次團隊的隊長鄧信昶,以及學校的另外8名同學一起去了俄羅斯西伯利亞的雅庫茨克,在薩哈科學院教授的指導下,完成了小型人造衛星的設計和制造,并試驗升空至離開地球表面31千米。
在那個項目中,他們付出了艱辛的努力。這一次,他們也做好了鏖戰的準備。
時針指向11點,火箭設計師們還很精神,他們穿著睡衣,有的在教室里討論火箭的制作,有的圍坐在餐廳的桌子旁思索報告的撰寫,輸入法自動輸錯的一行字都能引發他們一陣大笑。
鄭廣樂有些無奈。7月20日,火箭發射前的最后一晚,此時團隊本應進行最后的組裝調試,但他只能坐著干等——距離隔天發射還有不到10小時,他們團隊的火箭尾翼斷了。
在此之前,尾翼和頭錐的打印已花去18小時,而他們拿到手也才一個小時不到。原本預計能飛1120米的火箭,“現在估計50米都達不到”,同組的張思宇欲哭無淚。
他們提交了新的尾翼建模,預計凌晨才能打印出來。12歲的隊長劉晗軒是第二次參加火箭制作活動,他正一層又一層地往斷裂的尾翼上涂抹AB膠,打算涂4層,試圖將它們粘得更牢固。

底蘊澄也在一旁忙碌。他是汪昕潼隊的隊長,這是他第一次接觸火箭,對參賽抱有極大的熱情,也很有責任感,基本全程參與團隊火箭的設計、組裝等環節。他們組的火箭尾翼同樣很薄,他擔心發射時會影響飛行高度,于是重新提交了一版尾翼建模,如今也在等待打印成果。這兩個小組的新尾翼直到大約凌晨兩點半才打印完。
火箭要發射了。
戈壁灘上架起了發射塔,發射控制臺在它后面幾十米的地方。為了安全考慮,觀看發射的選手集中站在更后方的位置。
“5,4,3,2,1,發射!”在眾人的倒數聲中,一枚枚火箭依次升空。鄭廣樂組的火箭最終飛了620.2米。
底蘊澄團隊的火箭也被按下點火按鈕:它在發動機的推動下迅速升空,但突然間,它在空中停頓了一下。就在眾人以為火箭快要墜落時,它卻再度往斜上方飛出,最后在升至300多米時掉落。
遺憾的不僅是底蘊澄小組。香港團隊的火箭攜帶的測高儀提前掉落,最終未能測到火箭實際飛行最高點的數據。香港宏信書院的教師李曉迎鼓勵學生來年再戰。
據媒體報道,截至2023年年底,長征系列運載火箭累計發射505次,成功率高達97%。高成功率的背后,也有過許多艱難時刻。1996年2月5日,西昌衛星發射中心迎來長征三號乙運載火箭首飛,火箭發射后,卻脫離既定軌道,撞山墜毀。
龍樂豪連問自己3個“為什么”,他點起蠟燭、開著應急燈,連夜尋求答案。這樣的夜晚,他們連續熬了一個多月,最后發現,問題出在一個焊點上。“如果這根導線延長1500秒,也就是25分鐘左右再壞,這一次發射就絕對是非常漂亮、圓滿、成功的。遺憾的是,它就差這么1500秒左右。”他說,“失敗,就是差一點成功;成功,就是差一點失敗。”
火箭發射當晚,圓月高懸夜空。盡管銀河的光帶被掩映,但“夏季大三角”(指牛郎星、織女星、天津四組成的三角形)依舊清晰可見。月光灑在戈壁灘上,給跳動的篝火添了幾分熱烈。
火箭設計師們揮著手里的夜光圈,四處跑動。余東辰脖子上掛著一塊獎牌,跟著人群大聲唱起《孤勇者》等歌曲。在當天的頒獎環節,他被評為“赤星勇士”。在團隊中,他出色地完成了美術分工的任務,并幫助隊員進行火箭的組裝等。余東辰只有7歲,卻對火箭制作頗有想法,在此次設計個人小火箭時堅持使用偏曲線的尾翼,十分特別。
晚上11點多,篝火漸熄,火箭設計師們陸續離開。另一邊,教室里依舊燈火通明。助教楊承燁正在等待最后的3D打印,有個部件大約還需要20分鐘。在發射現場幫了一天忙,他的挑戰欲也被激發。他的火箭從當天傍晚開始制作,準備連夜發射。
楊承燁今年高一,2023年參加過火箭排行榜活動,表現突出,所以今年被邀請過來幫忙指導。在一旁的是香港團隊的同學,有的正在將當天回收的火箭裝箱,他們想帶回香港做紀念;有的正在搭手幫忙,跟楊承燁討論火箭制作的具體細節——當天火箭發射出現問題后,即使在吃飯時間,他們也一直在復盤,總結出可能導致頭錐脫落的四大原因。
將近零點,這枚“表演賽”的火箭終于被放置在發射塔上。十幾個人圍在發射臺前,3顆按鈕分別發出幽幽的黃、藍、綠光線。得知當天是一位香港帶隊老師的生日,同學們起哄,正好“刷個火箭”給他慶祝。在眾人的倒數聲中,發射按鈕被摁下,一抹亮光隨即沖上夜空,倏忽間消失在視野中,只有測高儀的數據在不斷攀升,最終停留在987米——這刷新了當天的最高飛行紀錄。
張浩然喜歡唱《驕傲的少年》,回家后的他不時哼起這首歌,覺得它是在形容自己制作火箭的經歷:“轉眼間,一切都已改變,新的起點新的世界就在眼前。”
(北方摘自《南方周末》2024年8月15日,本刊節選)