周江林

馬里蘭大學(xué)太空系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室
職業(yè):宇航服設(shè)計(jì)師
學(xué)習(xí)內(nèi)容:在零重力環(huán)境中測(cè)試新型宇航服
馬里蘭大學(xué)位于華盛頓地區(qū),航天工程學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)到太空系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,穿上宇航服,在中性浮力水槽中對(duì)新一代宇航服或空間和深海機(jī)器人進(jìn)行低重力或零重力測(cè)試。
馬里蘭大學(xué)這個(gè)15米直徑,36.7萬(wàn)加侖的水槽是美國(guó)僅有的兩個(gè)之一,在大學(xué)里是僅有的一個(gè)。水槽營(yíng)造失重環(huán)境的原理很簡(jiǎn)單:利用水的浮力抵消航天員和服裝的重量,當(dāng)兩個(gè)力相等時(shí),人就會(huì)懸浮在水中。
馬里蘭大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生們大多數(shù)繼續(xù)相關(guān)的工作,為國(guó)際空間站和卡西尼和麥哲倫行星探測(cè)器等服務(wù)。

加利福尼亞大學(xué)默塞德·道森實(shí)驗(yàn)室
職業(yè):海洋生物學(xué)家
學(xué)習(xí)內(nèi)容:與水母共潛
今年加利福尼亞大學(xué)默塞德·道森實(shí)驗(yàn)室的研究生和博士后課程表有點(diǎn)像延長(zhǎng)的春假,包括水肺潛水、浮潛和速劃,到墨西哥灣、加州海岸和帛琉群島等海域,每月,學(xué)生花費(fèi)6至10小時(shí)在水中,在水母群每日兩次的跨湖遷移之時(shí),游弋在近旁,測(cè)量微小漩渦的速度。他們?cè)噲D解開(kāi)進(jìn)化生物學(xué)家邁克爾·道森稱之為“海洋黑暗能量”的奧秘。
默塞德·道森實(shí)驗(yàn)室得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助,希望能解開(kāi)世界海洋一個(gè)最令人費(fèi)解問(wèn)題:他們的能量從哪里來(lái)的?他們首次提出了水母群湍流和海洋能源間的聯(lián)系。
一個(gè)可能的來(lái)源是水母。在帛琉群島水母湖,約15000年前被隔開(kāi)的一個(gè)4.85公頃內(nèi)陸海,現(xiàn)在是百萬(wàn)計(jì)的水母群的棲息地,這里是檢驗(yàn)該理論的完美實(shí)驗(yàn)室。如果動(dòng)物在這里造成的湍流具有足夠強(qiáng)的混合效果,那么在海洋中有可能發(fā)揮了同等效力。

阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校推進(jìn)研究中心
職業(yè):火箭科學(xué)家
學(xué)習(xí)內(nèi)容:制造火箭
阿拉巴馬州亨茨維爾有“火箭城”之稱,阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校與美國(guó)九大航天中心之一、美國(guó)航天局喬治·馬歇爾太空飛行中心在同一條街上。
每年,阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校20名航空和機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生可以用8個(gè)月時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)、建造,和試飛火箭,飛行高度可達(dá)1609米。業(yè)余愛(ài)好者的火箭,飛行高度通常低于304米(并且需要獲得美國(guó)航空局的許可)?!凹僭O(shè)一個(gè)A引擎只有B引擎一半的能力,B引擎只有C引擎一半的能力,以此類推,”工程教授馬洛·莫澤說(shuō):“你在公園看到的火箭就屬于A和B引擎。而我們的火箭是L引擎?!?/p>
去年的學(xué)生建造了約16公斤重,約2.6米長(zhǎng)的碳纖維火箭,搭載有先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)?;鸺摹氨清F”上裝有一個(gè)攝像頭和航空電子設(shè)備,來(lái)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(xué)生可以拿火箭參與美國(guó)航天局贊助的火箭發(fā)射競(jìng)爭(zhēng),雖然這次報(bào)告只是一個(gè)學(xué)術(shù)活動(dòng),一些火箭團(tuán)隊(duì)的校友留下來(lái)繼續(xù)為美國(guó)航天局工作。

休斯頓大學(xué)世川國(guó)際太空建筑研究中心
職業(yè):太空建筑師
學(xué)習(xí)內(nèi)容:為美國(guó)宇航局設(shè)計(jì)月球基地
休斯敦大學(xué)位于德克薩斯州東南部,在美國(guó)航天局委托下,世川國(guó)際太空建筑研究中心主要工作是設(shè)計(jì)月球基地。
在未來(lái),會(huì)有能帶人們飛上太空的飛行器,隨之而來(lái)的是,人們將需要在行星外生活和工作。與地面建筑相比,這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作需要更多的工程技術(shù)訣竅。美國(guó)航天局月球居住系統(tǒng)主管和世川國(guó)際太空建筑研究中心的校友,拉里·圖普斯解釋說(shuō):“學(xué)生必須了解和因數(shù)化六分之一重力在人體工程學(xué)上的影響。另一個(gè)挑戰(zhàn)是保護(hù)船員免受太空強(qiáng)輻射的影響”。
世界唯一的太空建筑研究生學(xué)位課程的5名學(xué)生之一,24歲的兼職工程師盧克·施米克的工作,那就是教宇航員如何操作航天飛機(jī)。
世川國(guó)際太空建筑研究中心的很多設(shè)想最終被美國(guó)航天局證實(shí)有很強(qiáng)的工程可行性。中心為地球軌道設(shè)計(jì)了一個(gè)可擴(kuò)展的充氣實(shí)驗(yàn)室。他們?yōu)榛鹦浅TO(shè)基地的所有組成部分建造了模型(一部分?jǐn)?shù)字,一部分物理)——包括居住艙、研究實(shí)驗(yàn)室、水耕花園,甚至是地面探測(cè)車輛。

德州理工大學(xué)風(fēng)科學(xué)與工程研究中心
職業(yè):大氣科學(xué)家
學(xué)習(xí)內(nèi)容:衡量颶風(fēng)的破壞力
德州理工大學(xué)位于德克薩斯州盧伯克市,風(fēng)科學(xué)與工程研究中心碎片撞擊測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生也親身投入到真正的龍卷風(fēng)和颶風(fēng)中。颶風(fēng)來(lái)襲之前,德州理工的學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)建立一個(gè)流動(dòng)研究中心,進(jìn)行幾十項(xiàng)測(cè)量,包括風(fēng)速和風(fēng)暴眼的強(qiáng)度。他們的儀器是風(fēng)暴中唯一能保持完好無(wú)損的,現(xiàn)在風(fēng)科學(xué)與工程研究中心擁有唯一一份卡特里娜颶風(fēng)登陸時(shí)風(fēng)暴眼強(qiáng)度的完整記錄。
基于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和風(fēng)暴期間及之后的災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),該中心還建立了更準(zhǔn)確的龍卷風(fēng)技術(shù)測(cè)定方法,稱為增強(qiáng)的藤田級(jí)數(shù)。它反映了最近的發(fā)現(xiàn),低速風(fēng)造成的破壞比之前預(yù)想的要大。當(dāng)學(xué)生不沉浸在毀滅性的颶風(fēng)中時(shí),他們?cè)O(shè)想如何使風(fēng)力發(fā)電效率更高或設(shè)計(jì)能更好地抵御颶風(fēng)的房屋。
佛羅里達(dá)大學(xué)雷電研究實(shí)驗(yàn)室
職業(yè):研究抗雷擊科學(xué)家
學(xué)習(xí)內(nèi)容:捕捉百萬(wàn)伏的雷電
佛羅里達(dá)大學(xué)位于佛羅里達(dá)州蓋恩斯維爾。整個(gè)夏天,有風(fēng)暴經(jīng)過(guò)時(shí),雷電研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員和學(xué)生24小時(shí)全天候工作,以觸發(fā)雷電。一條細(xì)導(dǎo)線連接到火箭上作為一個(gè)導(dǎo)火索,誘發(fā)雷電通過(guò)所謂的等離子體通道到達(dá)接地的金屬發(fā)射臺(tái)。
該實(shí)驗(yàn)室的傳感器網(wǎng)絡(luò)幫助解決有關(guān)雷電的奧秘:例如每次雷擊的獨(dú)特電磁場(chǎng)的成因,或者一次直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。
實(shí)驗(yàn)室共同主任弗拉基米爾·拉科夫說(shuō),每個(gè)夏天,如果學(xué)生們能觸發(fā)40次雷擊就算幸運(yùn)的了,而其中多次觸發(fā)成功可能是在同一風(fēng)暴期間。五年前,雷電實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生們協(xié)助作出了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(xué)生們?nèi)栽谠噲D弄清楚其成因,通過(guò)建立新的X射線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

新佛羅里達(dá)州學(xué)院秘魯亞馬遜田野課程
職業(yè):雨林生物學(xué)家
學(xué)習(xí)內(nèi)容:在45米高的樹(shù)上追蹤珍稀動(dòng)物
新佛羅里達(dá)州學(xué)院位于佛羅里達(dá)州西部城市薩拉索塔,城市以其戲劇,藝術(shù),音樂(lè)和美麗的海岸聞名。學(xué)院新生從大學(xué)一年級(jí)開(kāi)始攀爬薩拉索塔的亞熱帶樹(shù)木,學(xué)習(xí)進(jìn)行生物多樣性調(diào)查或放射性標(biāo)記動(dòng)物。
觀察樹(shù)懶的睡眠聽(tīng)起來(lái)是件無(wú)趣的差事,但在熱帶雨林做這件事“將改變你的生活”,新研究生和生物學(xué)家布賴森·沃林說(shuō)。他本科時(shí)曾在巴拿馬追蹤樹(shù)懶,現(xiàn)在為馬克斯普朗克鳥(niǎo)類研究所收集數(shù)據(jù),有助于解開(kāi)人類睡眠的奧秘。
世界上一半以上的陸地物種生活在樹(shù)上,其中許多從來(lái)沒(méi)有接觸地面。不幸的是,大多數(shù)科學(xué)家從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)地面,樹(shù)冠攀爬的先驅(qū)和生態(tài)學(xué)家梅格·洛曼說(shuō),這也就解釋了為什么科學(xué)家已經(jīng)有記錄在案的林冠不到2%。因此,新佛羅里達(dá)州學(xué)院培養(yǎng)就從爬樹(shù)做起。

密蘇里科技大學(xué)煤礦實(shí)驗(yàn)室
職業(yè):爆破和焰火設(shè)計(jì)師
學(xué)習(xí)內(nèi)容:爆破、設(shè)計(jì)、制造焰火
密蘇里科技大學(xué)(密蘇里理工大學(xué))主要致力于采礦和冶金方面的研究,采礦工程學(xué)科排名全美第二。
在這里,學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何爆破建筑物,設(shè)計(jì)煙花,從石場(chǎng)壁上平滑地炸掉片石,在搖滾音樂(lè)會(huì)上燃放煙火,并為電影施放火焰特技。該課程的篩選過(guò)程嚴(yán)格程度可以與美國(guó)中央情報(bào)局媲美??忌仨毺峤灰环菰敱M的背景審查材料,非美國(guó)公民可能還要通過(guò)煙酒火器局審查。
密蘇里科技大學(xué)還設(shè)有炸藥工程的科學(xué)碩士學(xué)位,是美國(guó)該類別的首個(gè)正式課程??茖W(xué)碩士的課程包括從聚能裝藥、能夠在金屬上切割或打孔小型精密炸彈,到軍事中的爆炸緩和技術(shù),再到為了更好地采礦而改變地震。
