第五十九章 比賽開始,這題是航天題吧
清晨七點四十五分,計算機中心一樓大廳。
陸豐推門進去的時候,第一反應不是找隊友,而是掃了一眼門口。
兩個穿深色西裝的中年男人站在簽到台旁邊,胸前別著藍底白字的工作證,上面印著「全省大學生數學建模競賽組委會」的字樣。他們身後還站著三個人,其中一個脖子上掛著單眼相機,另外兩個各拿著一沓文件夾,正在跟計算機中心的管理老師核對機房的網絡配置。
簽到台的桌面上擺了一排礦泉水和幾盒沒拆封的原子筆,旁邊豎著一塊KT板,上面印著比賽的全稱和主辦單位。
省教育廳。省數學學會。省科協。
三個章子蓋得整整齊齊。
陸豐在心裡默默感嘆了一句。
這陣仗,比他預想的大。
省級A類賽事果然不是鬧著玩的,光是現場督導就來了這麼多人,看樣子後續的閱卷和答辯環節規格只會更高。
「學弟!」
陳靜的聲音從大廳右側傳過來。她站在一根廊柱旁邊,手裡攥著一個透明文件袋,裡面裝著假條和學生證。周曉曉在她旁邊,正低頭翻看手機上的什麼東西。
編程組的三個人也到了。李浩靠在牆邊閉目養神,王哲和劉宇蹲在地上,各自抱著一台筆記本電腦,似乎在檢查軟體環境。
六個人,齊了。
陸豐朝他們走過去,點了點頭。
「都來這麼早?」
「哪睡得著啊。」陳靜的嗓音發緊,說話的時候眼皮一直在跳,「四點就醒了,翻來覆去到五點半,索性爬起來洗了個頭。」
周曉曉抬起臉,黑眼圈跟畫了煙燻妝似的。
「我昨晚做了個噩夢,夢見開考之後題目全是德語寫的,一個字都看不懂。」
陸豐看著她倆這副如臨大敵的樣子,嘴角動了一下。
「放心,不會是德語。」
「萬一是法語呢?」周曉曉弱弱地追了一句。
「那更不用怕,法國人的數學論文,一半是廢話。」
陳靜沒忍住,「噗」地笑了一聲。緊繃的神經鬆了那麼一絲。
八點二十,組委會的工作人員開始引導各參賽隊伍進入指定機房。
301機房被重新布置過了。原本開放式的座位被隔板分成了若干個獨立區域,每個區域配備三台聯網電腦和一台印表機。
桌面上貼著隊伍編號,每張桌子旁邊放了一箱礦泉水和一包A4紙。
港城大學的編號是A-07,在靠窗的位置。
陸豐帶著五個人走到A-07區域坐下。三台電腦分別由李浩、王哲和陸豐使用,劉宇帶了自己的筆記本做備用。
陳靜和周曉曉在最里側,面前擺開了草稿紙和參考書。
隔壁A-06的位置上坐著省理工大學的隊伍,四男一女,個個面色凝重。
其中一個戴圓框眼鏡的男生認出了陸豐,捅了捅旁邊隊友的胳膊,小聲嘀咕了兩句。
那個隊友轉頭看了一眼,眼裡閃過一絲複雜的神色。
顯然,陸豐在機械創新大賽上的表現已經傳遍了全省高校圈子。
一個能手搓外骨骼的大一新生來打數學建模,這消息本身就夠讓對手睡不著覺了。
九點四十五分。
機房前方的投影幕布亮了起來。一個五十歲上下、頭髮灰白的男人走到講台前,手裡拿著話筒。
「各位參賽同學,我是本次競賽的現場總監督,省數學學會副理事長吳鶴鳴。」
他掃了一圈機房,聲音不大,但壓得住場子。
「比賽規則各位已經了解,我再強調三點。第一,十點整準時發放賽題,賽題以加密壓縮包的形式上傳至官網,密碼將在十點零一分通過屏幕公布。第二,七十二小時內不得與外部任何人員交流賽題內容。第三,最終提交物包括論文PDF、原始碼和數據文件,缺一不可。」
他放下話筒,退到了角落。
九點五十五分。
機房裡的空氣變得黏稠起來。鍵盤的敲擊聲、翻書的沙沙聲、甚至礦泉水瓶蓋擰開的聲響,全都消失了。
陳靜的手擱在滑鼠上,指節發白。
周曉曉把一支筆在手指間轉了三圈,掉在地上,彎腰撿的時候腦袋差點撞到桌角。
李浩閉著眼,胸口起伏得比平時快了一截。
陸豐打開瀏覽器,輸入官網地址,頁面加載完畢。
首頁正中間掛著一個灰色的下載按鈕,上面寫著「賽題下載(未開放)」。
十點整。
按鈕從灰色變成了綠色。
陸豐點擊下載。
一個28KB的壓縮包,零點三秒下載完畢。
投影幕布上彈出一行紅色大字。
解壓密碼:SMCM2012APXH7
陸豐輸入密碼,解壓。
文件夾里只有一個PDF。
他雙擊打開。
A4版面,標題用黑體加粗,正文宋體小四。
題目的第一行映入眼帘的瞬間,陸豐的眼皮跳了一下。
《深空探測器軌道優化與可回收運載火箭著陸動力學建模》
題目分三個小問。
第一問:建立數學模型,描述一枚探測器從地球發射後,利用行星引力輔助(即引力彈弓效應),繞太陽一圈後返回地球的最優轉移軌道,要求在滿足燃料約束的前提下,總飛行時間最短。
第二問:針對運載火箭一級助推器的垂直回收著陸過程,建立包含氣動阻力、推力矢量控制和著陸腿展開時機的完整動力學模型,並給出最優燃料消耗方案。
第三問:結合前兩問的分析,從工程可行性的角度,論證運載火箭一級助推器的重複使用是否具備經濟性和技術可行性。
陸豐盯著屏幕看了五秒。
火箭回收。
2012年。
這道題放在現在,簡直就是在考預言。
因為2012年的此刻,SpaceX的獵鷹9號剛剛完成第一次商業補給任務,一級回收技術還停留在PPT階段。
全世界百分之九十的航天工程師認為這玩意兒是天方夜譚。
但陸豐知道,三年後,獵鷹9號將在卡納維拉爾角完成人類歷史上第一次軌道級火箭一級著陸回收。
他知道這件事不僅可行,而且必然成功。
「這……這是什麼鬼?」
陳靜的聲音從旁邊傳來,帶著明顯的顫音。
她瞪著自己電腦屏幕上的題目,臉色煞白。
「火箭?引力彈弓?這是數學建模還是航天工程的博士答辯?」
周曉曉更乾脆,直接趴在了桌上,雙手抱著腦袋。
「完了完了完了,我連火箭長什麼樣都只在電視裡見過……」
編程組那邊,王哲和劉宇也是面面相覷。
李浩雖然沒說話,但握著滑鼠的手明顯僵硬了。
機房裡其他隊伍的反應大同小異。
隔壁省理工大學那個戴圓框眼鏡的男生直接把腦袋埋進了雙臂里。
整個301機房瀰漫著一種集體絕望的氣息。
陸豐靠在椅背上,雙手交叉擱在腦後。
他的腦子裡已經在飛速拆解題目結構了。
第一問的核心是多體引力場下的軌道優化,本質上是一個受限三體問題的變分求解。
可以用蘭伯特問題的經典解法做初始軌道設計,再引入引力輔助的速度增量模型進行疊代優化。
第二問更直接火箭回收的著陸動力學建模。
這就是一個典型的最優控制問題,用龐特里亞金極大值原理,建立含推力矢量角和氣動阻力的狀態方程,目標函數是最小化著陸燃料消耗。
第三問是開放性論述,需要結合前兩問的定量分析,給出火箭回收的經濟性評估。
整套邏輯線在陸豐腦子裡只用了不到三十秒就跑通了。
他轉過頭,看向陳靜。
「別慌。」
兩個字,聲調很平。
陳靜抬起頭,眼眶有點紅。
陸豐的視線掃過五個人的臉,一個一個地看過去。
「這道題看著嚇人,但拆開來,每一個子問題用到的數學工具都是咱們練過的。」
他伸出三根手指。
「軌道優化,變分法加數值疊代。著陸控制,最優控制理論。經濟性分析,蒙特卡洛模擬加靈敏度檢驗。」
「沒有任何一個模塊超出咱們的能力範圍。」
陳靜聽著他一條條往下拆,呼吸漸漸平穩了。
周曉曉也從桌上抬起了腦袋。
「現在分工。」陸豐的語速不快,但每個字都清晰利落。
「我負責第一問和第二問的建模框架,陳靜協助推導第二問的氣動方程,周曉曉準備第三問的經濟分析文獻素材。」
他轉向編程組。
「李浩,第一問的軌道仿真你來寫,用MATLAB。王哲和劉宇負責第二問的著陸動力學數值求解,Python。」
六道視線齊刷刷匯聚在他身上,那種茫然和恐懼的情緒正在肉眼可見地消退。
陳靜深吸一口氣,拍了拍自己的臉頰。
「行。」她站起身,把頭髮扎了個高馬尾,然後沖陸豐咧嘴一笑。
「我的建模任務量最輕,那後勤的活我全包了。帶飯、帶水、倒垃圾全交給我。」
機房後方的角落裡。
吳鶴鳴雙手抱在胸前,注視著A-07區域的動靜。
剛才賽題發放的那一刻,他特意觀察了幾支重點隊伍的反應。
大部分隊伍的表現都在預料之中的震驚,然後是漫長的沉默和手足無措。
但港城大學那支隊伍不一樣。
那個坐在最中間的年輕人,從頭到尾沒有站起來過。
他看完題目之後,甚至沒有跟任何隊友討論,而是先安靜地思考了不到一分鐘,然後用極短的時間完成了任務分配。
更關鍵的是,他開口之後,原本慌亂的五個隊員幾乎是同時安靜下來的。
吳鶴鳴推了推眼鏡。
看來整個團隊的核心就是他了。
陸豐推門進去的時候,第一反應不是找隊友,而是掃了一眼門口。
兩個穿深色西裝的中年男人站在簽到台旁邊,胸前別著藍底白字的工作證,上面印著「全省大學生數學建模競賽組委會」的字樣。他們身後還站著三個人,其中一個脖子上掛著單眼相機,另外兩個各拿著一沓文件夾,正在跟計算機中心的管理老師核對機房的網絡配置。
簽到台的桌面上擺了一排礦泉水和幾盒沒拆封的原子筆,旁邊豎著一塊KT板,上面印著比賽的全稱和主辦單位。
省教育廳。省數學學會。省科協。
三個章子蓋得整整齊齊。
陸豐在心裡默默感嘆了一句。
這陣仗,比他預想的大。
省級A類賽事果然不是鬧著玩的,光是現場督導就來了這麼多人,看樣子後續的閱卷和答辯環節規格只會更高。
「學弟!」
陳靜的聲音從大廳右側傳過來。她站在一根廊柱旁邊,手裡攥著一個透明文件袋,裡面裝著假條和學生證。周曉曉在她旁邊,正低頭翻看手機上的什麼東西。
編程組的三個人也到了。李浩靠在牆邊閉目養神,王哲和劉宇蹲在地上,各自抱著一台筆記本電腦,似乎在檢查軟體環境。
六個人,齊了。
陸豐朝他們走過去,點了點頭。
「都來這麼早?」
「哪睡得著啊。」陳靜的嗓音發緊,說話的時候眼皮一直在跳,「四點就醒了,翻來覆去到五點半,索性爬起來洗了個頭。」
周曉曉抬起臉,黑眼圈跟畫了煙燻妝似的。
「我昨晚做了個噩夢,夢見開考之後題目全是德語寫的,一個字都看不懂。」
陸豐看著她倆這副如臨大敵的樣子,嘴角動了一下。
「放心,不會是德語。」
「萬一是法語呢?」周曉曉弱弱地追了一句。
「那更不用怕,法國人的數學論文,一半是廢話。」
陳靜沒忍住,「噗」地笑了一聲。緊繃的神經鬆了那麼一絲。
八點二十,組委會的工作人員開始引導各參賽隊伍進入指定機房。
301機房被重新布置過了。原本開放式的座位被隔板分成了若干個獨立區域,每個區域配備三台聯網電腦和一台印表機。
桌面上貼著隊伍編號,每張桌子旁邊放了一箱礦泉水和一包A4紙。
港城大學的編號是A-07,在靠窗的位置。
陸豐帶著五個人走到A-07區域坐下。三台電腦分別由李浩、王哲和陸豐使用,劉宇帶了自己的筆記本做備用。
陳靜和周曉曉在最里側,面前擺開了草稿紙和參考書。
隔壁A-06的位置上坐著省理工大學的隊伍,四男一女,個個面色凝重。
其中一個戴圓框眼鏡的男生認出了陸豐,捅了捅旁邊隊友的胳膊,小聲嘀咕了兩句。
那個隊友轉頭看了一眼,眼裡閃過一絲複雜的神色。
顯然,陸豐在機械創新大賽上的表現已經傳遍了全省高校圈子。
一個能手搓外骨骼的大一新生來打數學建模,這消息本身就夠讓對手睡不著覺了。
九點四十五分。
機房前方的投影幕布亮了起來。一個五十歲上下、頭髮灰白的男人走到講台前,手裡拿著話筒。
「各位參賽同學,我是本次競賽的現場總監督,省數學學會副理事長吳鶴鳴。」
他掃了一圈機房,聲音不大,但壓得住場子。
「比賽規則各位已經了解,我再強調三點。第一,十點整準時發放賽題,賽題以加密壓縮包的形式上傳至官網,密碼將在十點零一分通過屏幕公布。第二,七十二小時內不得與外部任何人員交流賽題內容。第三,最終提交物包括論文PDF、原始碼和數據文件,缺一不可。」
他放下話筒,退到了角落。
九點五十五分。
機房裡的空氣變得黏稠起來。鍵盤的敲擊聲、翻書的沙沙聲、甚至礦泉水瓶蓋擰開的聲響,全都消失了。
陳靜的手擱在滑鼠上,指節發白。
周曉曉把一支筆在手指間轉了三圈,掉在地上,彎腰撿的時候腦袋差點撞到桌角。
李浩閉著眼,胸口起伏得比平時快了一截。
陸豐打開瀏覽器,輸入官網地址,頁面加載完畢。
首頁正中間掛著一個灰色的下載按鈕,上面寫著「賽題下載(未開放)」。
十點整。
按鈕從灰色變成了綠色。
陸豐點擊下載。
一個28KB的壓縮包,零點三秒下載完畢。
投影幕布上彈出一行紅色大字。
解壓密碼:SMCM2012APXH7
陸豐輸入密碼,解壓。
文件夾里只有一個PDF。
他雙擊打開。
A4版面,標題用黑體加粗,正文宋體小四。
題目的第一行映入眼帘的瞬間,陸豐的眼皮跳了一下。
《深空探測器軌道優化與可回收運載火箭著陸動力學建模》
題目分三個小問。
第一問:建立數學模型,描述一枚探測器從地球發射後,利用行星引力輔助(即引力彈弓效應),繞太陽一圈後返回地球的最優轉移軌道,要求在滿足燃料約束的前提下,總飛行時間最短。
第二問:針對運載火箭一級助推器的垂直回收著陸過程,建立包含氣動阻力、推力矢量控制和著陸腿展開時機的完整動力學模型,並給出最優燃料消耗方案。
第三問:結合前兩問的分析,從工程可行性的角度,論證運載火箭一級助推器的重複使用是否具備經濟性和技術可行性。
陸豐盯著屏幕看了五秒。
火箭回收。
2012年。
這道題放在現在,簡直就是在考預言。
因為2012年的此刻,SpaceX的獵鷹9號剛剛完成第一次商業補給任務,一級回收技術還停留在PPT階段。
全世界百分之九十的航天工程師認為這玩意兒是天方夜譚。
但陸豐知道,三年後,獵鷹9號將在卡納維拉爾角完成人類歷史上第一次軌道級火箭一級著陸回收。
他知道這件事不僅可行,而且必然成功。
「這……這是什麼鬼?」
陳靜的聲音從旁邊傳來,帶著明顯的顫音。
她瞪著自己電腦屏幕上的題目,臉色煞白。
「火箭?引力彈弓?這是數學建模還是航天工程的博士答辯?」
周曉曉更乾脆,直接趴在了桌上,雙手抱著腦袋。
「完了完了完了,我連火箭長什麼樣都只在電視裡見過……」
編程組那邊,王哲和劉宇也是面面相覷。
李浩雖然沒說話,但握著滑鼠的手明顯僵硬了。
機房裡其他隊伍的反應大同小異。
隔壁省理工大學那個戴圓框眼鏡的男生直接把腦袋埋進了雙臂里。
整個301機房瀰漫著一種集體絕望的氣息。
陸豐靠在椅背上,雙手交叉擱在腦後。
他的腦子裡已經在飛速拆解題目結構了。
第一問的核心是多體引力場下的軌道優化,本質上是一個受限三體問題的變分求解。
可以用蘭伯特問題的經典解法做初始軌道設計,再引入引力輔助的速度增量模型進行疊代優化。
第二問更直接火箭回收的著陸動力學建模。
這就是一個典型的最優控制問題,用龐特里亞金極大值原理,建立含推力矢量角和氣動阻力的狀態方程,目標函數是最小化著陸燃料消耗。
第三問是開放性論述,需要結合前兩問的定量分析,給出火箭回收的經濟性評估。
整套邏輯線在陸豐腦子裡只用了不到三十秒就跑通了。
他轉過頭,看向陳靜。
「別慌。」
兩個字,聲調很平。
陳靜抬起頭,眼眶有點紅。
陸豐的視線掃過五個人的臉,一個一個地看過去。
「這道題看著嚇人,但拆開來,每一個子問題用到的數學工具都是咱們練過的。」
他伸出三根手指。
「軌道優化,變分法加數值疊代。著陸控制,最優控制理論。經濟性分析,蒙特卡洛模擬加靈敏度檢驗。」
「沒有任何一個模塊超出咱們的能力範圍。」
陳靜聽著他一條條往下拆,呼吸漸漸平穩了。
周曉曉也從桌上抬起了腦袋。
「現在分工。」陸豐的語速不快,但每個字都清晰利落。
「我負責第一問和第二問的建模框架,陳靜協助推導第二問的氣動方程,周曉曉準備第三問的經濟分析文獻素材。」
他轉向編程組。
「李浩,第一問的軌道仿真你來寫,用MATLAB。王哲和劉宇負責第二問的著陸動力學數值求解,Python。」
六道視線齊刷刷匯聚在他身上,那種茫然和恐懼的情緒正在肉眼可見地消退。
陳靜深吸一口氣,拍了拍自己的臉頰。
「行。」她站起身,把頭髮扎了個高馬尾,然後沖陸豐咧嘴一笑。
「我的建模任務量最輕,那後勤的活我全包了。帶飯、帶水、倒垃圾全交給我。」
機房後方的角落裡。
吳鶴鳴雙手抱在胸前,注視著A-07區域的動靜。
剛才賽題發放的那一刻,他特意觀察了幾支重點隊伍的反應。
大部分隊伍的表現都在預料之中的震驚,然後是漫長的沉默和手足無措。
但港城大學那支隊伍不一樣。
那個坐在最中間的年輕人,從頭到尾沒有站起來過。
他看完題目之後,甚至沒有跟任何隊友討論,而是先安靜地思考了不到一分鐘,然後用極短的時間完成了任務分配。
更關鍵的是,他開口之後,原本慌亂的五個隊員幾乎是同時安靜下來的。
吳鶴鳴推了推眼鏡。
看來整個團隊的核心就是他了。