摘要：这艘名为“Aftershock II”的航天器打破了由民间太空探索团队（CSXT）保持的20年记录，后者在2004年成功将火箭发射到380,000英尺的高度。

南加州大学（USC）的大学生们成功发射了一枚业余火箭，创造了国际高度记录，达到了470,000英尺的太空高度。

这艘名为“Aftershock II”的航天器打破了由民间太空探索团队（CSXT）保持的20年记录，后者在2004年成功将火箭发射到380,000英尺的高度。

然而，USC的“Aftershock II”还达到了超音速速度，最高时速为每秒5,283英尺，接近马赫5.5，超过音速五倍。

这枚故意设计为轻量级的火箭重约330磅，成为第一枚由非政府或私人企业的个人发射的超过地球大气层的火箭，创造了历史。

本科生瑞安·克雷默（Ryan Kraemer）作为项目的首席工程师表示，“Aftershock II”使用了“学生发射的最强大固体推进剂发动机和业余制作的最强大复合材料外壳发动机”。

这艘高13英尺、直径8英寸的航天器由一种定制的“高氯酸铵复合”固体化学推进剂提供动力，该推进剂由学生自行发明。

根据USC火箭推进实验室（USCRPL）的说法，“使用由俱乐部成员开发的配方，每个推进剂颗粒都是由USCRPL从原材料开始制作，这使得该俱乐部与许多其他大学火箭队区别开来。”

值得一提的是，USC的“Aftershock II”和CSXT之前的记录保持者都在同一个地方发射：位于内华达州雷诺以北100英里的偏僻黑岩沙漠。

USCRPL的学生们在2019年再次创造了历史，当时该俱乐部成为首个将火箭发射至卡门线以上的学生团队。卡门线是国际公认的法律边界，划分了地球的大气层和外层空间，位于海平面以上62英里。

“Aftershock II”进一步攀升了27英里，总高度达到了89英里。

USC洛杉矶维特比工程学院院长雅尼斯·约尔索斯（Yannis Yortsos）在大学声明中表示：“这一非凡的学生团队展示了如何想象实验室中可以完成的事情，并将其变为现实。”

约尔索斯补充道：“看到他们不仅打破了之前的全球学生记录，即达到卡门线的高度，更打破了历史上任何业余团队的记录，令人兴奋。”

火箭能够承受马赫5.5超音速上升过程中的热量和摩擦，这得益于俱乐部的新型热保护设计，包括火箭鳍片的新涂层和钛合金涂层。

克雷默表示：“钛不仅防止了磨损，还因在飞行过程中受到的高温而变蓝，发生了阳极氧化反应。”

他说，火箭鳍片与氧气气体的热阳极氧化反应“真正展示了我们的火箭成功承受的极端条件”。

“在超音速条件下的热保护是行业水平的主要挑战，”这位学生补充道，“我们开发的保护涂料系统表现完美，使火箭基本完好地返回。”

USCRPL之前版本的火箭鳍片边缘由裸碳构成。

俱乐部在2019年发射的历史性火箭“Traveler IV”在超越卡门线后返回时，火箭的涂料“完全烧掉”，而且“前缘有过度的”热损伤。

克雷默指出：“为了超越我们在‘Traveler IV’上设定的标准，我们必须解决许多技术和操作上的挑战。”

例如，为了使“Aftershock II”突破地球大气层，其固体燃料发动机最终需要近200磅的推进剂，主要由行业内称为BATES型的控释推进剂颗粒组成。

团队还必须设计和编程一个独特的航空电子系统，以引导航天器并记录飞行数据，这些数据将用于他们关于历史性“Aftershock II”发射的正式论文，论文于11月14日发布。

被称为“高空传感、遥测与电子回收模块”（HAMSTER）系统，USCRPL的定制航空电子设备包括一个基于无线电的应答器，用于测量高度，以及五块印刷电路板的计算能力。

HAMSTER的集成板将来自火箭磁力计、陀螺仪和加速度计的实时传感器数据整合在一起，以精确定位火箭的最高点，即 apogee。

其“光速测距仪应答器”则通过测量与地面多个点的距离，计算出一种基于无线电的类似雷达的方法，称为三边测量法。

来源：Science科学说一点号