超越SpaceX ——你有一些競爭。最近，我們受到啟發，開始涉足整個火箭行業，所以我們制作了樹莓派火箭一號，將其帶到了一個大領域，并試圖讓它飛起來。

發射火箭模型的刺激可能是一次難忘的經歷。經過數周甚至數月的規劃、設計、建造和測試，看到你的火箭升空會帶來一種成就感，這種成就感是很少有愛好能比得上的。搭配一些樹莓派硬件，你可以打開一個充滿樂趣的全新世界。天空是極限，或者更確切地說，它也不是。

如何制作火箭模型

如果你剛開始建造火箭模型，那么最簡單的方法就是從眾多可用的套件中購買一個。這些有各種形狀和尺寸，從初學者的簡單設計到高級建造者的復雜套件。這些套件通常配備了你需要的大部分材料，但你也需要一些額外的物品，如膠水、砂紙和油漆來組裝你的火箭。你必須切割和打磨散熱片，并添加其他組件，如鼻錐和發動機支架。其中包含了循序漸進的說明，所以非常簡單。

我需要一枚可以攜帶有效載荷的火箭，于是選擇了由Estes公司制造的名為“綠雞蛋”（https://estesrockets.com/product/007301-green-eggs/）的套件。它的設計目的是攜帶一個真正的雞蛋：它的想法是，你可以發射一個雞蛋，并將其安全返回地球，而不會使其破裂！使用油漆和模板，我很容易定制了我的火箭：

火箭模塊的工作原理

火箭發動機模塊是火箭的核心。它們提供必要的推力，將火箭從發射臺上升空。發動機由一個裝滿固體燃料推進劑的圓柱形紙板外殼組成，該外殼由點火器點燃。點火器由兩根電線之間的一小塊易燃材料組成。按下按鈕，電流流過點火器，使其起火并短暫燃燒。它本質上是一個電子火柴：

點火器連接到9V直流電源

視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1DV4y1z7yn/

點火器被放置在火箭發動機固體燃料底座的空腔中，并由塑料塞固定到位：

點火器、發動機和火箭組件

選擇合適的發動機

火箭發動機模塊有不同的尺寸和功率水平。這些通常標有字母和數字代碼，代表發動機的特性，從發動機的功率開始，即發動機產生的總脈沖（以牛頓秒為單位）。每個字母最多代表前一個字母總脈沖的兩倍，因此B發動機將比A發動機承受更高的火箭。根據火箭的重量和設計，為其選擇合適的發動機尺寸和功率，以確保安全成功發射，這一點很重要。以下視頻是C12-5發動機的靜態點火測試：

C12-5靜態點火試驗

視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1Jo4y157r7/

字母后代碼中的第一個數字表示平均推力，或者發動機為火箭提供動力的速度。數字越高，速度就越快。

代碼中的最后一個數字告訴你發動機推力階段結束和彈射裝藥點火之間的延遲，以秒為單位。彈射可以讓你的降落傘展開，這樣你的火箭就可以安全地漂落回地球進行回收。再看一次靜態點火測試視頻，你可以看到，一旦發動機的主推力階段耗盡，延遲五秒后，較小的彈射裝藥推進劑就會點火。它朝著相反的方向發射，進入火箭本身。彈射裝藥將火箭分成兩部分，由彈性帶連接，釋放儲存在火箭體內的降落傘。

我的火箭使用了Estes D12-5發動機。這是一種直徑24毫米的單級發動機，專為最大升力重量小于270克的火箭設計。非常適合Estes“綠雞蛋”。

有效載荷

當我在Tindie上偶然發現基于Rockit RP2040的火箭飛行控制器模型時，我不得不擁有一個。Rockit（火箭操作計算套件）是一款小巧便宜的飛行計算機，由芬蘭的Dan Invents為小型火箭設計。在其眾多功能中，該板具有高度計、加速度計和溫度傳感器，所有這些都將數據記錄到microSD卡中，用于飛行后分析。Dan在這個板上做得很好，甚至包括了一個具有2A電流輸出的5V升壓轉換器，以便控制更先進的火箭伺服系統?；蛘?，它可以用來為樹莓派和相機賦能：現在我們正在討論！

組裝電子設備和外殼

我開始為Rockit板、電池（https://www.amazon.co.uk/EEMB-1100mAh-Battery-Rechargeable-Connector/dp/B08FD39Y5R/ref=sxts_rp_s_1_0？content-id=amzn1.sym.07198d44-a16f-4503-b71e-3f4c67470a0f%3Aamzn1.sym.07198d44-a16f-4503-b71e-3f4c67470a0f&crid=3EEL3AV8EVDR8&cv_ct_cx=3.7v%2Bbattery&keywords=3.7v%2Bbattery&pd_rd_i=B08FD39Y5R&pd_rd_r=b23eaeec-8401-480a-a55a-8c7cbb19bd89&pd_rd_w=UVnuW&pd_rd_wg=eWiEu&pf_rd_p=07198d44-a16f-4503-b71e-3f4c67470a0f&pf_rd_r=8FMW0J36Z2QDDCP5ZVPG&qid=1683272046&sbo=RZvfv%2F%2FHxDF%2BO5021pAnSA%3D%3D&sprefix=3.7v%2B%2Caps%2C81&sr=1-1-1890b328-3a40-4864-baa0-a8eddba1bf6a&th=1）、樹莓派 Zero（https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-zero/）和我們的廣角12MP相機模塊3（https://www.raspberrypi.com/products/camera-module-3/）設計和3D打印合適的有效載荷外殼：

我在電池和其他東西之間加了一個小開關，這樣它就可以很容易地通電了。然后，我在相機外殼上鉆了一個小孔，簡單地把整個東西滑到位：

Rockit板預裝了Dan的定制固件。該板有多種操作模式，一個微小的旋轉開關可以讓用戶在它們之間進行選擇?；灸Ｊ街恍枳詣訂与娐钒澹l出令人放心的嗶嗶聲，讓你知道一切都準備好了。傳感器可以接收發射的運動，并開始將數據記錄到microSD卡上，因此設置起來非常容易。

至于Pi Zero，我寫了一個小腳本，當你打開電路板的電源時，它會在30秒內錄制視頻。計算機不適用簡單地通過斷開電源來關閉，這樣，當這種情況發生時，我唯一可能損壞的文件僅僅是火箭安全返回地球后的最后30秒剪輯。

剩下要做的就是最后的組裝。這包括包裝降落傘和連接鼻錐和有效載荷部分：

發射日

“上升的東西最后都會下降”這句話突出了模型火箭所涉及的微小固有風險。因此，為了確保安全和愉快的體驗，我們強烈建議加入一個遵守所有規則和條例的有組織的俱樂部。這樣，你就可以高枕無憂，專注于享受這種體驗的刺激。我與英國劍橋Pi Towers的East Anglian Rocketry Society合作：

這張照片顯示了EARS的財務主管Ian Lewis，他指導我完成了我的第一次發射體驗。關于火箭，他沒有什么不知道的。俱樂部允許訪客，所以即使你還沒有準備好飛行，你也可以享受一天的時間，觀看其他人的發射。這真是一個奇觀。作為一次性客人，你可以使用俱樂部的設施，以最低的費用發射你的第一枚火箭——這是一個在不成為會員的情況下嘗試火箭模型的好方法。

倒計時

一切就緒，倒計時通過揚聲器系統在你周圍回蕩?！拔?、四、三、二、一……起飛！”

這是一次完美的發射！降落傘展開，火箭輕輕地飄回地球。

視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1Lo4y157vT

飛行數據

我們從發射場旁邊的場地取回了火箭，然后開始查詢我們的數據。Rockit板會自動將CSV文件寫入microSD卡，因此通過將其放入我的筆記本電腦并打開默認的電子表格查看器，我可以很快看到我們有飛行數據：

起飛！

電子表格非常直觀，以毫秒為單位顯示了每個傳感器記錄的數據。

這些數據都很吸引人，但我首先想知道的當然是我們飛得有多高：

高度計記錄了我們發射后8.8秒的最高點（我們火箭科學家稱之為遠地點），即154.3米，即506英尺。如果你想更詳細地了解，我已經在這里提供了所有數據。

“樹莓派的鏡頭怎么樣？”我聽到你問。好吧，這就是我覺得有點不對勁的地方。我回到家，對我的第一次發布感到非常自豪，打開了主板，卻發現直到發射之前一直有視頻記錄，然后就什么都沒有了！

我不太清楚為什么攝像機停止了錄像。樹莓派非常擅長應對火箭發射（看看Astro Pi - https://astro-pi.org/ 就知道了）。我需要做一些進一步的工作，然后我會再試一次。然而，眾所周知，火箭發射非常順利是罕見的。至少在階段分離之前，我們沒有進行快速的非計劃的拆卸。

審核編輯 ：李倩