世界最有趣的大学实验室

佚名

也许人们对实验室的印象还停留在显微镜、培养皿、穿着整洁白大褂的怪博士上，而美国《大众科学》杂志盘点的最酷的大学实验室千奇百怪，完全颠覆了人们对实验室的刻板印象。有的实验室能让你监测暴风雨，刺激程度堪比美国“现代文明之父”本杰明·富兰克林收集闪电；有的实验室让你有机会建造火星探测器，或许会成就你在人类航天史上留下自己名字的理想……

建造火星常设基地模型

卢克·施米克有一个相当酷的工作，那就是教宇航员如何操纵航天飞机。什么能比这个还酷？“从零开始设计一架航天器，”参加过世界上唯一的太空建筑研究生学位课程的一名学生说，“总有一天，会有能带我们飞上太空的飞行器，随之而来的是，我们将需要在行星外生活和工作，这就是世川国际太空建筑研究中心的学生要设计的内容。”“与地面建筑相比，这项设计工作需要更多的工程技术诀窍，”NASA月球居住系统的主管和世川国际太空建筑研究中心的校友拉里·图普斯解释说，“比如，学生必须了解和因数化六分之一重力在人体工程学上的影响。”另一个挑战是保护船员免受太空强辐射的影响。学生为地球轨道设计了一个可扩展的充气实验室。他们为火星常设基地的所有组成部分建造了模型——包括居住舱、研究实验室、水耕花园，甚至是地面探测车辆。

设计、建造和试飞火箭

每年，20名航空和机械工程专业的学生，可以用8个月时间来设计、建造和试飞火箭，火箭的飞行高度可达1609米。业余爱好者制造的火箭，其飞行高度通常低于304米（并且需要获得美国联邦航空局的许可）。去年的学生建造了约16公斤重、2.6米长的碳纤维火箭，搭载有先进的数据收集系统。火箭的整流罩内装有一个摄像头和航空电子设备，来记录火箭的飞行路径和其他资料；在尾端，装有温度和压力传感器。学生可以拿自制火箭参与美国航天局赞助的学生火箭发射竞争，并提交一份报告给航天局的科学家和工程师。美国航天局的马歇尔太空飞行中心和阿拉巴马大学亨茨维尔分校就在一条街上。“在这里，学生整天玩火，摆弄炸药，”工程教授莫泽说，“没有比这更让人羡慕的了。”

将汽车拆得支离破碎

在美国国家碰撞分析中心，每个学习运输安全研究生课程的学生将得到一辆汽车，以及一张拆卸说明书，教你如何将车子拆得支离破碎。然后，学生在计算机上重建车辆模型，并一次又一次地撞毁它。学生也协助进行真正的碰撞测试。该实验室与汽车制造商以及运输部合作，以确定汽车和路边设施（如路灯杆、栅栏和标志牌）的安全标准。现在的课题对准的是高速公路最近面临的一个问题：数量极大的越野车、小型货车和其他小型卡车。学生们试图解答这个问题：公路栅栏这样的路边设施是否应该随着可能会撞向它们的车辆的大小而改变。

测试极端风暴

飓风来袭之前，得州理工的学生在现场建立了一个流动研究中心，进行几十项测量，包括风速和风暴眼的强度。他们的仪器是风暴中唯一能保持完好无损的。基于实验室测试和风暴期间及之后的灾难现场数据，该中心还建立了更准确的龙卷风测定标准。它反映了最近的发现：低速风造成的破坏比之前预想的要大。当学生不沉浸在毁灭性的飓风中时，他们会设想如何使风力发电效率更高，或设计能更好地抵御飓风的房屋。

研究雷电的奥秘

整个夏天，当有风暴经过时，雷电实验室的研究人员和学生24小时全天候工作，以触发雷电。一条细导线连接到火箭上作为一个导火索，诱发雷电通过所谓的等离子体通道到达接地的金属发射台。该实验室的传感器网络帮助解决有关雷电的奥秘，例如每次直接雷击的独特电磁场的成因，或者一次直接雷击将如何影响地下电缆。但触发雷电并不像想象的那么容易。每个夏天，如果学生们能触发40次雷击就算幸运的了，而其中多次触发成功可能是在同一风暴期间。5年前，雷电实验室的学生们协助得出了10年间的最大发现之一：大多数雷电都释放出X射线。今天，学生们通过建立新的X射线传感器网络，仍在试图弄清楚其成因。