世界最有趣的大學實驗室

佚名

也許人們對實驗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》雜志盤點的最酷的大學實驗室千奇百怪，完全顛覆了人們對實驗室的刻板印象。有的實驗室能讓你監(jiān)測暴風雨，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；有的實驗室讓你有機會建造火星探測器，或許會成就你在人類航天史上留下自己名字的理想……

建造火星常設基地模型

盧克·施米克有一個相當酷的工作，那就是教宇航員如何操縱航天飛機。什么能比這個還酷？“從零開始設計一架航天器，”參加過世界上唯一的太空建筑研究生學位課程的一名學生說，“總有一天，會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生要設計的內(nèi)容。”“與地面建筑相比，這項設計工作需要更多的工程技術訣竅，”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，學生必須了解和因數(shù)化六分之一重力在人體工程學上的影響。”另一個挑戰(zhàn)是保護船員免受太空強輻射的影響。學生為地球軌道設計了一個可擴展的充氣實驗室。他們?yōu)榛鹦浅ＴO基地的所有組成部分建造了模型——包括居住艙、研究實驗室、水耕花園，甚至是地面探測車輛。

設計、建造和試飛火箭

每年，20名航空和機械工程專業(yè)的學生，可以用8個月時間來設計、建造和試飛火箭，火箭的飛行高度可達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）。去年的學生建造了約16公斤重、2.6米長的碳纖維火箭，搭載有先進的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。火箭的整流罩內(nèi)裝有一個攝像頭和航空電子設備，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。學生可以拿自制火箭參與美國航天局贊助的學生火箭發(fā)射競爭，并提交一份報告給航天局的科學家和工程師。美國航天局的馬歇爾太空飛行中心和阿拉巴馬大學亨茨維爾分校就在一條街上。“在這里，學生整天玩火，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，每個學習運輸安全研究生課程的學生將得到一輛汽車，以及一張拆卸說明書，教你如何將車子拆得支離破碎。然后，學生在計算機上重建車輛模型，并一次又一次地撞毀它。學生也協(xié)助進行真正的碰撞測試。該實驗室與汽車制造商以及運輸部合作，以確定汽車和路邊設施（如路燈桿、柵欄和標志牌）的安全標準。現(xiàn)在的課題對準的是高速公路最近面臨的一個問題：數(shù)量極大的越野車、小型貨車和其他小型卡車。學生們試圖解答這個問題：公路柵欄這樣的路邊設施是否應該隨著可能會撞向它們的車輛的大小而改變。

測試極端風暴

颶風來襲之前，得州理工的學生在現(xiàn)場建立了一個流動研究中心，進行幾十項測量，包括風速和風暴眼的強度。他們的儀器是風暴中唯一能保持完好無損的。基于實驗室測試和風暴期間及之后的災難現(xiàn)場數(shù)據(jù)，該中心還建立了更準確的龍卷風測定標準。它反映了最近的發(fā)現(xiàn)：低速風造成的破壞比之前預想的要大。當學生不沉浸在毀滅性的颶風中時，他們會設想如何使風力發(fā)電效率更高，或設計能更好地抵御颶風的房屋。

研究雷電的奧秘

整個夏天，當有風暴經(jīng)過時，雷電實驗室的研究人員和學生24小時全天候工作，以觸發(fā)雷電。一條細導線連接到火箭上作為一個導火索，誘發(fā)雷電通過所謂的等離子體通道到達接地的金屬發(fā)射臺。該實驗室的傳感器網(wǎng)絡幫助解決有關雷電的奧秘，例如每次直接雷擊的獨特電磁場的成因，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。每個夏天，如果學生們能觸發(fā)40次雷擊就算幸運的了，而其中多次觸發(fā)成功可能是在同一風暴期間。5年前，雷電實驗室的學生們協(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，學生們通過建立新的X射線傳感器網(wǎng)絡，仍在試圖弄清楚其成因。