火星上的MOC — 乐高毅力号火星车与机智号直升机
一句话总结：乐高还原NASA毅力号火星车和机智号直升机，展现人类太空探索的伟大成就。
完整内容
为了向这架了不起的小直升机致敬，今天我们展示由工程师Stephen Pakbaz建造的乐高版机智号直升机，他本人就参与了真实毅力号底盘的设计工作。真实的机智号在第72次飞行后因旋翼叶片受损，已经完成了它在火星上的最后任务。现在它作为人类创造力的丰碑矗立在红色星球上。本文最初发表于2021年6月13日。
你可能比你想象中更熟悉积木设计师Stephen Pakbaz。事实上，Stephen设计了第五个乐高Ideas套装，标志性的21104 好奇号火星车。每年，Stephen都会为Bricks LA的太空主题带来超凡的电动化作品。看来明年我们又能大饱眼福了。
Stephen为我们提前展示了疫情结束后我们能期待的好东西——这次他建造了一个令人惊叹的1:1比例乐高模型，还原了2021年4月从毅力号火星车上部署的机智号直升机。他还建造了一个迷你版的机智号，你会在后面看到。剧透一下：它们都能活动，就像真的一样！Stephen慷慨分享了他最新太空MOC的深度技术解析。
在BrickNerd，我们通常喜欢放一张建造者和他的乐高作品的合影，但在这个例子中，这是Stephen和他的非乐高MOC：真实的毅力号底盘，它现在正在火星上行驶。
Gwyneth：感谢你接受BrickNerd的采访！在我们谈论乐高航天器之前，你能否描述一下你的职业，让大家有个了解？
Stephen: 我是喷气推进实验室（JPL）结构与配置组的机械工程师。我在JPL一直是这个头衔，但随着经验积累也有了不同的级别。我从一级开始，现在是三级。我参与的第一个航天器是好奇号火星车，设计简单的支架并进行测试。之后，我参与建造并测试了圣杯号（GRAIL）航天器的主仪器，它成功绘制了月球重力场图。然后我在另一家公司设计了TESS（凌日系外行星勘测卫星），它已经发现了126颗系外行星，还有2686颗候选行星有待确认。
对于毅力号火星车，我是负责建造整个底盘的首席工程师，这比我在好奇号上做的小零件进步了很多。目前，我正在研究木卫二快船航天器，它将探索木星的卫星木卫二。从高中开始，我就一直想参与探索木卫二——这是一个被冰覆盖的卫星，表层下方有一个全球范围的液态水海洋，可能存在生命，所以我对这个任务感到非常兴奋，我肯定会把它做成乐高模型！
Gwyneth: 每一个项目都令人着迷！但我们特别痴迷乐高，所以让我们回到地球：你什么时候开始制作这个乐高模型的？一开始是从小比例MOC开始的，还是你一开始就打算建造1:1模型？
Stephen: 我大概在2020年3月开始制作全尺寸的机智号模型，最初我打算制作一个毅力号模型，和我的好奇号乐高套装类似。但这一次，搭建过程并没有那么令人满意。因为两辆火星车非常相似，大部分机械挑战已经解决了，剩下的主要是外观更新。这时我意识到，很多太空和乐高粉丝可能会拿我的好奇号改装成他们自己版本的毅力号。事实确实如此，在毅力号着陆前后，网上出现了很多这样的改装，看到这些真的很棒。
我的注意力最终转向了任务中最新也最具实验性的部分——火星直升机侦察兵，这就是机智号获得正式名称之前的称呼。几年来，我一直想制作一个1:1比例的航天器（或航天器部件），在乐高展会上展示，而机智号直升机似乎是完美的机械挑战，也能给公众留下深刻印象。这也将是我最大的MOC，花了大约一年时间完成。在这个过程中，我开发了一个1:3比例的机智号模型，发布在乐高Ideas上，并在Rebrickable上分享了免费的分步搭建说明书，就像我对好奇号模型所做的那样，这样其他人就可以更多地了解这个不可思议的飞行器。
Gwyneth:让我们看看硬核细节，重要的比例和规格是什么？
Stephen: 我的1:1比例机智号直升机的旋翼从尖端到尖端是150个乐高颗粒（4英尺或1.2米），我认为这精确到最近一个颗粒。整个作品，从底板底部到通讯天线尖端大约是72个颗粒（22.7英寸或57.6厘米）高。电机带动旋翼以大约5-6转/分钟的速度旋转。这比真实直升机的2400转/分钟慢了400多倍，但我仍然觉得看它旋转很迷人。1:3比例模型的旋翼跨度当然是50个颗粒，旋转速度仅限于你转动模型后部手柄的速度，不过我想在达到2400转/分钟之前它就会散架了。
Gwyneth: 你是在建造真实火星车的同时建造乐高模型，还是在完成后为了纪念它而建造？你的创作过程如何与你在现实世界的角色相交织？
Stephen: 我在建造真实毅力号的时候，正在做另一个MOC，直到我转去做木卫二快船项目之后才开始制作机智号模型。类似地，我也是在转去做圣杯号之后才制作好奇号乐高模型。现在回想起来，当谈到制作我参与过的航天器乐高模型时，我似乎总是在完成真实项目之后，下一次发射之前这段时间来创作乐高版本。
Gwyneth: 你通常会为工作中看到的设备建造MOC吗？你的同事在这个过程中会给予反馈吗？
Stephen: 我倾向于建造展示某种机械装置或有趣几何结构的MOC。这种偏好非常适合航天器，也解释了我的职业和爱好为什么如此相似。我更喜欢独自建造，享受慢节奏（这就是为什么我拒绝了多次参加《乐高大师》电视节目的邀请，虽然我很喜欢看这个节目）。我经常花一年多的时间来完成大型项目。进度通常是爆发式的，中间有很长的停顿。在停顿期间，我经常转向更小的模型来保持新鲜感。我不常和同事或朋友分享进展，除非我需要一些动力来完成某件事。
Gwyneth:除了”放大”之外，建造大尺寸版本会带来指数级更大的障碍吗？小模型也能活动吗？
Stephen: 从机械角度来看，我认为1:1比例的直升机实际上比1:3比例的更容易建造。两个版本都有类似的齿轮机构来让旋翼向相反方向旋转。大模型使用安装在机身内的电机，而小模型在底座后部有一个手摇曲柄（不过你可以很容易地用电机替换它）。更大的直升机在处理机械结构时提供了更多的灵活性和空间，而小模型在容纳机构方面受限得多。克服两个模型的机械挑战都非常令人满足，但我觉得让小模型运转起来给我带来了多一点点快乐。
Gwyneth:你能接触到真实的设计图纸，然后从那里决定建造乐高版本，还是相反？
Stephen: 当我帮助设计毅力号火星车底盘时，我参与了为直升机在火星车上寻找位置的工作。当任务传递给其他工程师后，我一直了解进展。在这段时间里，我学到了很多关于设计的知识，这对我创建乐高模型肯定有帮助。直升机并不总是能保证成为任务的一部分，但每个参与的人都很兴奋，决心让它成功。创建这个新型太空探索的乐高模型，只是我表达对项目支持和热情的方式。
Gwyneth:通常来说，建造者都讨厌被问”一共有多少零件”，但对于1:1模型，你需要掌握零件数量吗？你是数字化设计的吗？
Stephen: 我现在还不确定1:1模型到底有多少块，但我认为比你想象中要少得多，考虑到它的尺寸。底板相当平坦，着陆腿又长又细，主体不大，旋翼和太阳能电池板都很薄很平。所以虽然整个模型占据了相当大的空间，但大部分空间都是空的。我目前最好的猜测是大约4,000-5,000块。
和我的大多数模型一样，我开始时在方格纸上设计，以便弄清楚机械结构和几何形状。通常，我会在搭建过程结束后对作品进行数字化建模，这样我就能有一份设计记录，这也让我更容易与其他建造者分享。然而，由于这个模型比我以前尝试过的任何东西都要大，我发现在建造时进行数字化设计是必要的，这样我就能知道需要购买哪些零件，才能获得所需颜色和数量的零件。
这包括许多黑色零件用于旋翼，还有一大盒深橙色板用于火星景观。当时，我不确定我想要底板上的风景是什么样子，所以我高估了我需要的深橙色，但我相信这些多余的零件会在未来某个火星模型中派上用场！
Gwyneth:1:1模型的重量如何影响模型，特别是移动性？
Stephen: 真正的机智号直升机大约4磅，根据我的厨房秤，1:1机智号模型（不含底板）大约7磅。很大一部分重量在旋翼上，即使它们旋转顺畅，平衡完美，我也不惊讶它们给电机带来了比额定负荷更大一点的压力，但到目前为止它运行得相当不错。所有这些重量都落在细长的支腿上，旋翼围绕细中心轴旋转，所以在启动和停止旋翼时模型也会有明显的扭转，但一旦旋翼达到恒定速度，它又会稳定下来。
Gwyneth:请谈谈动力。真的是一个电机供电吗？真的非常复杂的科技机械，还是比人们想象的更直接？你如何校准运动使之与原作一致？
Stephen: 该模型由单个Power Functions XL电机、电池盒和红外接收器供电。旋翼连接到大型科技转盘，通过一些额外的齿轮将旋翼连接在一起，并连接到电机。齿轮传动本身并不是很复杂，但需要很多科技结构来把所有东西固定在一起，使之尽可能坚固。真正的直升机由每个旋翼上方的独立电机提供动力，但由于空间限制，在我的模型中，将单个电机放在机身是最可行的解决方案。
Gwyneth:用乐高建造时，你遇到过真实航天器因为重量/材料而不会遇到的结构不稳定性吗？
Stephen: 真正的机智号直升机受益于碳纤维复合材料、金属和其他特殊材料，这些材料使其能够在最轻的重量下实现最大的强度和功能。相反，受限于塑料乐高零件，确实带来了一些有趣但并非不可克服的挑战。例如，我的1:1机智号模型无法支撑自身重量。细着陆腿会张开直到断裂。但将腿固定到底板上有助于创造更坚固的结构。
虽然JPL工程师和乐高设计师都有广泛的测试计划来确保产品质量，我有一个专注的猫咪助手Sunspot，它喜欢跳到桌子上，走到着陆腿下，用下巴摩擦旋翼边缘，测试我的1:1机智号模型的完整性。它不断的推挤肯定帮助我找到了并加强了薄弱点。
Gwyneth:这真是完美的解决方案！（抱歉，忍不住说双关）你在疫情刚开始的时候就开始这个项目了。“隔离”对你的模型开发有影响吗？
Stephen: 隔离确实影响了我1:1比例机智号模型的开发。完成MOC的一个主要动力是我可以在乐高展会和其他公共活动中展示它。（家里只有餐厅桌子或后院有足够空间运行它）当这些展示机会消失，我完成MOC的动力也随之消失。
这时我把注意力转向制作1:3比例模型。这是我能实现的最小比例，仍然包含展示旋转旋翼的机械结构。然后我把它发布在乐高Ideas上，并在Rebrickable上分享了免费的分步说明书，这样人们就可以建造自己的模型，了解它如何开创太空探索的历史性新进步。
当毅力号接近2021年2月18日预定着陆日期时，我完成1:1比例模型的动力回来了。这也是疫情情况开始变得更有希望的时候。我不确定什么时候一切会完全恢复正常，但我想做好准备。
Gwyneth:很多人用乐高建造来忘记工作压力，但你经常在家里第二次建造你的工作项目。你觉得乐高建造和火星车建造体验非常不同，还是你觉得这两种体验相互促进？
Stephen: 我发现，当工作压力更大时，就是我乐高建造最高产的时候。我不知道这是怎么回事，能量从哪里来，虽然我的职业和爱好明显相关。我认为建造乐高航天器模型是我分享太空探索热情的有效方式。
事实上，1:1模型最后也是最困难的部分是制作底座的风景。我本来想要一些小山和陨石坑，看起来会很漂亮，但那更适合小比例模型。直到真正的机智号直升机部署到火星表面，传回了着陆点的照片，一切才变得更清晰。按照计划，真正的直升机降落在尽可能平坦的地形上，这对于实验性飞行器来说非常合理。部署地点除了鹅卵石和火星尘埃顶层露出的碎石块之外，没有其他特征。这是我完成模型需要的最后一点知识，我对结果非常满意。
Gwyneth:你提到家里空间有限，这个模型是模块化的吗？你预见未来可以公开展出时运输会有挑战吗？
Stephen: 我建造1:1比例机智号模型的初衷就是把它带到乐高展会和其他太空探索相关活动，所以在建造过程中，我一直考虑的是让它更容易拆卸和重新组装。旋翼和科技结构的主要部件都用很多32054科技摩擦销加上端部衬套固定在一起，这样我就可以轻松拔出销子，拆开零件进行运输或维修。旋翼可以进一步分成两半，太阳能电池板和支腿很容易拆卸，底板可以分解成四个部分。我还没有机会在任何活动中展示它，但当时机到来时我已经准备好了！
感谢Stephen Pakbaz接受这次超凡的采访！你可以在Flickr关注他未来的乐高项目。也非常感谢Nathan Hagan为照片所做的编辑工作，让它们更加出色！
如果你想自己建造火星车和直升机，科技系列42158 NASA火星车毅力号现在已经上市。
你还见过哪些用乐高建造的真实太空探索技术？你会建造Stephen的机智号直升机MOC吗？在下面的评论中留下你的观察和想法。
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