“你咋不上天呢？”19歲少年要用火箭送快遞

潔凈

一枚擁有透明箭體、外形亮眼的火箭，矗立在一片空地上等待發(fā)射?！暗褂?jì)時(shí)開(kāi)始，三、二、一，發(fā)射！”火箭拖著尾煙驟然升空，多個(gè)攝像機(jī)位，完整呈現(xiàn)了發(fā)射瞬間的磅礴氣勢(shì)。觀看視頻的網(wǎng)友紛紛發(fā)來(lái)信息?！翱罩凶藨B(tài)正常，陜西跟蹤正常。”“安徽遙感監(jiān)測(cè)正常。”“貴州信號(hào)正?！?/p>

這段火箭發(fā)射視頻在網(wǎng)上火了，火箭設(shè)計(jì)者——“00后”大學(xué)生劉上也隨之被網(wǎng)友們認(rèn)識(shí)。“你咋不上天呢？”這句網(wǎng)絡(luò)戲言，被一名少年實(shí)現(xiàn)了。

從小種下愛(ài)科學(xué)的種子

今年19歲的劉上出生在湖南常德市一個(gè)普通家庭。父親劉正華愛(ài)看《三體》等科幻小說(shuō)，平時(shí)喜歡擺弄小發(fā)明、小創(chuàng)造，家里的書(shū)架、板凳等都是他用舊雜志做成的，既漂亮又環(huán)保。劉正華還用廢舊金屬為兒子做戰(zhàn)車，做變形金剛。受父親的影響，劉上自幼就在心中種下了熱愛(ài)科學(xué)的種子。

媽媽給劉上買的各種玩具，甚至家里的鬧鐘，都被愛(ài)“鼓搗”的劉上“大卸八塊”。經(jīng)過(guò)摸索，3歲時(shí)，劉上就能把拆掉的玩具一點(diǎn)點(diǎn)再組裝起來(lái)。通過(guò)不斷地分解組合，小劉上漸漸弄懂了發(fā)條、齒輪等零件的工作原理。讀小學(xué)時(shí)，動(dòng)手能力很強(qiáng)的劉上甚至能用別人扔掉的廢銅爛鐵，自制各種有趣的玩具，讓小伙伴們愛(ài)不釋手。尤其是劉上用廢舊塑料瓶做出的“水火箭”，令老師都對(duì)他刮目相看。

上初中時(shí)，劉上迷上了科技制作，他閱讀大量科普讀物，翻爛了兩套百科全書(shū)，對(duì)火箭、衛(wèi)星等產(chǎn)生了濃厚的興趣。一次，劉上在一本雜志上看到國(guó)外有人實(shí)現(xiàn)了私營(yíng)企業(yè)火箭順利折返、海上火箭回收的壯舉，心中激動(dòng)不已。這種可重復(fù)利用的火箭，可以往太空中往返送貨，大大節(jié)約了發(fā)射成本。自此，劉上立志要研究火箭。

劉上在老師指導(dǎo)下，和一群同學(xué)一起玩航模。興趣是最好的老師，劉上的房間里擺滿了各類制作航空模型的設(shè)備和工具。他曾寫(xiě)下：“最吸引我的東西是航模、火箭、化學(xué)?！?/p>

2015年冬天，劉上看到網(wǎng)友自制無(wú)人機(jī)航拍器，覺(jué)得在高空中拍出的這種大視野畫(huà)面非常壯美，于是產(chǎn)生了自制無(wú)人機(jī)的想法。普通人可能覺(jué)得這個(gè)孩子有點(diǎn)異想天開(kāi)，無(wú)人機(jī)都是買來(lái)的呀，誰(shuí)還能自己做？但對(duì)于劉上來(lái)說(shuō)，這些都難不倒他。他網(wǎng)購(gòu)了一些零部件，僅用10天，便制作出一架翼展1.90米的無(wú)人機(jī)。和小伙伴們買來(lái)的無(wú)人機(jī)相比，這架被命名為“獵鷹”的無(wú)人機(jī)霸氣十足。

2016年春天，劉上對(duì)無(wú)人機(jī)做了進(jìn)一步改良?！矮C鷹”具備定點(diǎn)、定向、定高、自動(dòng)返航飛行等功能。劉上利用周末，操控自己組裝的無(wú)人機(jī)，從1600米高空航拍了桃花源大橋、柳葉湖、桃花島等常德美景，拍出的畫(huà)面效果，同學(xué)和老師們看后都頗感震撼。

向來(lái)喜歡新生事物的劉正華鼓勵(lì)劉上自學(xué)軟件，對(duì)視頻進(jìn)行后期制作。這條航拍視頻上傳網(wǎng)絡(luò)后，吸引了眾多網(wǎng)友觀看。劉上因此收獲了一批粉絲。

劉上在網(wǎng)上認(rèn)識(shí)了一群航空愛(ài)好者，萌發(fā)了研制探空火箭的想法。他上網(wǎng)查資料，自學(xué)火箭制作技術(shù)，還在網(wǎng)上購(gòu)買了高氯酸銨、高分子黏結(jié)劑等材料回家研究。

父親助力探索火箭奧秘

對(duì)于劉上的愛(ài)好，父母始終保持開(kāi)明的態(tài)度，并大力支持。一個(gè)周末的晚上，劉上在自己的臥室里做實(shí)驗(yàn)。正當(dāng)他津津有味地勾兌幾種化學(xué)燃料時(shí)，不小心打翻了酒精燈。燃料的精密比例配方?jīng)]研究出來(lái)，卻引發(fā)了一場(chǎng)“火災(zāi)”。化學(xué)燃料瞬間燃燒，火苗一下子燒到床上，床單和被子被燒著了，火焰躥得老高。不知所措的劉上一時(shí)竟愣住了。多虧媽媽及時(shí)發(fā)現(xiàn)，馬上用臉盆接水往床上澆，爸爸也聞?dòng)嵹s來(lái)救火，經(jīng)過(guò)一番折騰，總算沒(méi)釀成大的災(zāi)難。鄰居聽(tīng)說(shuō)這件事后，跟劉上開(kāi)玩笑道：“小伙子，下次做實(shí)驗(yàn)可要小心點(diǎn)，千萬(wàn)別把我家也順帶給燒了！”劉上有點(diǎn)尷尬，之后做實(shí)驗(yàn)也更加注意安全了。他在心中非常感激父母，即使出了這么大的事，父母也從沒(méi)反對(duì)過(guò)他做實(shí)驗(yàn)。

“最初只打算做成簡(jiǎn)單的模型，隨著模型完成，我希望火箭能飛上天?！眲⑸嫌冒肽甓嗟臅r(shí)間，通過(guò)自學(xué)和與航天愛(ài)好者交流，逐一完成火箭的機(jī)械設(shè)計(jì)。暑假時(shí)，劉上對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行第二次地面熱試車，當(dāng)他按下手中的遙控器時(shí)，沒(méi)想到“轟”的一聲巨響，發(fā)動(dòng)機(jī)和試車裝置在煙霧中化為碎片。萬(wàn)幸的是，這次事故沒(méi)有造成人員受傷。

試車雖然失敗，但劉上并沒(méi)有因此氣餒。他對(duì)爆炸原因進(jìn)行分析，再次進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過(guò)多次制作、調(diào)試，2016年8月4日，劉上終于把這枚長(zhǎng)1.35米、重4.4公斤的火箭，拖到常德市城區(qū)芙蓉北路的一處空曠工地上試飛。

火箭“嗖”的一聲沖上高空，鉆進(jìn)厚厚的云層，消失在大家的視野外。看到火箭成功發(fā)射，劉上興奮地跑了起來(lái)。但出人意料的是，降落傘卻在彈出的一瞬間撕裂了，導(dǎo)致火箭硬著陸摔了下來(lái)。可想而知，用于采集溫度、氣壓等大氣數(shù)據(jù)的探測(cè)設(shè)備全部損壞。劉上從恢復(fù)的殘缺數(shù)據(jù)中，大致推算出火箭的飛行高度達(dá)到了1000米左右。盡管這個(gè)15歲少年自制的小火箭升上了千米高空，但最終的試驗(yàn)結(jié)果卻沒(méi)能令他滿意。

表面上看，事故是因?yàn)榻德鋫銖棾龅膯?wèn)題，其實(shí)，其中牽涉到很多非常復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)于一個(gè)高中生來(lái)說(shuō)，憑他的知識(shí)結(jié)構(gòu)，根本無(wú)法解決這些專業(yè)設(shè)計(jì)的難題。了解到發(fā)射失敗的情況，父母沒(méi)有責(zé)備劉上，爸爸還幫他分析設(shè)計(jì)方面的缺陷，并鼓勵(lì)他“加強(qiáng)學(xué)習(xí)，從頭再來(lái)”。

2019年，劉上以優(yōu)異的成績(jī)考入南京航空航天大學(xué)，就讀航空航天工程專業(yè)。這對(duì)于熱愛(ài)航天和火箭的劉上來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是如虎添翼。他一直的夢(mèng)想，就是有一天自己設(shè)計(jì)制作的火箭能真正飛上天！

2019年10月，劉上看到國(guó)外知名火箭愛(ài)好者制作的姿態(tài)控制火箭，大開(kāi)眼界。為火箭安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)后，升空的火箭會(huì)根據(jù)傳感器收到的數(shù)據(jù)，在空中自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)?；鸺€能在空中完成推力矢量和鴨翼控制切換，全程無(wú)須遙控。劉上決定也要做出這樣的火箭。

做姿態(tài)控制火箭，對(duì)于劉上是一次全新的挑戰(zhàn)。他自學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)、3D建模、發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料、編程、飛控算法、3D打印等相關(guān)的知識(shí)和技能。2020年，新冠肺炎疫情出現(xiàn)后，劉上只能在家上網(wǎng)課。學(xué)習(xí)之余，他開(kāi)始著手制作火箭。在父親的大力支持下，他推倒過(guò)去的方案，對(duì)火箭重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

火箭燃料的安全性，不容許一丁點(diǎn)失誤，否則就會(huì)發(fā)生爆炸等意外事故。由于存在很大的危險(xiǎn)，每次做試驗(yàn)之前，劉正華都親自為兒子找尋合適的空曠發(fā)射點(diǎn)。劉正華考慮問(wèn)題十分細(xì)致，總會(huì)提前找好掩體，備好滅火器。

劉正華不僅是劉上的“得力助手”，還是他的“后勤部長(zhǎng)”。有段時(shí)間，劉上為攻克技術(shù)難關(guān)，經(jīng)常熬夜，整個(gè)人日漸消瘦。劉正華趕緊買來(lái)牛肉，配上黨參、大棗、枸杞等，燉爛了給兒子補(bǔ)身子。劉上聞著香噴噴的牛肉湯，胃口大開(kāi)，吃完了還不忘為爸爸的廚藝點(diǎn)贊。聽(tīng)了兒子的表?yè)P(yáng)，劉正華的干勁更足了，又給劉上燉起了烏雞甲魚(yú)湯。

劉上在研究發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題時(shí)，時(shí)常為一大堆數(shù)據(jù)焦頭爛額，因上火導(dǎo)致牙齦紅腫，夜里疼得睡不著覺(jué)。劉正華連夜給他買來(lái)治牙疼的藥，還親自下廚，給兒子做清熱去火的蓮子綠豆粥。喝了父親做的粥，劉上的牙很快就不疼了。父親，一直是劉上追夢(mèng)路上不可或缺的最佳助力者。

不懼失敗要用火箭送快遞

劉上自制火箭，令人贊嘆，但這背后的艱辛，卻不為人知。劉上最感激的就是父親，他做發(fā)明創(chuàng)造，父親總是全力以赴地支持。

劉上的父母都是普通職工，收入并不高，過(guò)日子一直精打細(xì)算。劉正華人緣好，以前喜歡和朋友一起吃飯聚餐，后來(lái)兒子研究火箭花費(fèi)大，他便找各種理由推掉飯局。劉正華平時(shí)花錢節(jié)省，但兒子制作火箭要買零部件，他卻從來(lái)沒(méi)說(shuō)過(guò)一個(gè)“不”字。

火箭最貴的部件是發(fā)動(dòng)機(jī)，需要上萬(wàn)元。有一次，劉上看著剛買回來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)，有些歉疚地對(duì)父親說(shuō)：“老爸，我做火箭太燒錢了?！眲⒄A哈哈一笑，“闊氣”地說(shuō)：“老爸舍得，你就放心買吧！”聽(tīng)了父親的話，劉上感動(dòng)得眼淚都快出來(lái)了。劉正華始終認(rèn)為，兒子和自己一樣是科技迷，兒子是實(shí)實(shí)在在做科學(xué)試驗(yàn)，應(yīng)該盡最大能力幫他實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。

劉上研制火箭全憑自己摸索，他在網(wǎng)上寫(xiě)過(guò)一段話：“設(shè)計(jì)火箭項(xiàng)目我會(huì)持續(xù)地做下去，這是一個(gè)充滿著困難與挑戰(zhàn)的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)長(zhǎng)久的過(guò)程，需要我不斷地去學(xué)習(xí)、不斷地去探索、不斷地去嘗試，但只要一直堅(jiān)持下去，說(shuō)不定哪天就成功了?！北M管其間經(jīng)歷了一次次的失敗，但劉上從來(lái)沒(méi)有因?yàn)榇煺刍倚膯蕷膺^(guò)。

2020年8月，劉上費(fèi)盡心血設(shè)計(jì)制作的火箭終于完成了。這枚火箭高約96厘米、直徑9.5厘米，重3.1公斤，不同部件用到光固化樹(shù)脂、電木、碳纖維、不銹鋼等材料。劉上特意邀請(qǐng)5名資深航空愛(ài)好者協(xié)助發(fā)射。由于上次的意外失敗，按動(dòng)發(fā)射按鈕的那一刻，劉上緊張極了。他的心跳得厲害，臉上冒出了汗珠，甚至沒(méi)有勇氣觀看接下來(lái)發(fā)生的事情，怕萬(wàn)一再次失敗。但這一次，劉上成功了！

火箭經(jīng)過(guò)一段平穩(wěn)飛行，開(kāi)始下落。殊不知，這反而是劉上最緊張的時(shí)刻，因?yàn)閹啄昵澳谴问?，就是因降落傘發(fā)生故障導(dǎo)致前功盡棄。這時(shí)，劉正華的心也提到了嗓子眼，生怕降落傘打開(kāi)時(shí)，出現(xiàn)哪怕一點(diǎn)點(diǎn)故障。

值得慶幸的是，降落傘根據(jù)設(shè)計(jì)程序成功打開(kāi)了，火箭順利著陸并被回收。一切看似順理成章，其過(guò)程中包含著極高的科技含量。以往人們?cè)陔娨暲锟吹降幕鸺l(fā)射場(chǎng)面，是由成千上萬(wàn)的科學(xué)家和專業(yè)人員“聯(lián)合作戰(zhàn)”，而劉上的這枚火箭，卻是他單槍匹馬獨(dú)自完成的。而他，僅僅是個(gè)剛滿19歲的少年。劉上成功發(fā)射火箭，央視新聞隨后對(duì)他進(jìn)行了報(bào)道。

“看到火箭發(fā)射成功，很有成就感。”劉上說(shuō)，“但這枚火箭還沒(méi)有達(dá)到最高的性能比。”通過(guò)安裝在火箭上的傳感器和定位模塊，劉上采集到了本次飛行的各類數(shù)據(jù)，將繼續(xù)改進(jìn)程序算法。

“我最終的目標(biāo)是用火箭送快遞！”裝載著貨物的火箭“快遞員”會(huì)精準(zhǔn)地射向目的地，并在到達(dá)后通過(guò)減速發(fā)動(dòng)機(jī)安全軟著陸。為此，劉上確定了三步走的研發(fā)策略：姿態(tài)控制、飛行軌跡控制、定點(diǎn)軟著陸。此次成功發(fā)射，也讓劉上離目標(biāo)更近了一步。

“火箭少年”劉上對(duì)于研究火箭，幾乎到了癡迷的地步。正是因?yàn)闊釔?ài)，他才有了成就。劉上始終相信，有夢(mèng)想就去追！7年里，他一直堅(jiān)持著自己的熱愛(ài);今后，他會(huì)將熱愛(ài)變成事業(yè)，為祖國(guó)的航天事業(yè)，貢獻(xiàn)自己的一份力量。