“小熊万米高空出差”浪漫背后充满艰辛
“飞天小熊”与地球的合照。受访者供图
最近，一则“玩具熊飞上万米高空”的视频火爆全网，不少网友称之为“理工生的优雅浪漫”。
视频中，几名大学生带着一只玩具熊从浙江宁波出发，来到辽宁阜新和内蒙古通辽的交界处，经过称重、温度检测、设备调试等准备，小熊伴随一只氦气球，来到了26000米的高空，并拍下了高空视角下的地球画面。
小熊“飞天记”如何诞生？背后还有哪些故事？近日，华西都市报、封面新闻记者采访了主创团队。
为了保证精确找到小熊
这次飞行实验和视频的主创是宁波诺丁汉大学的李正汉和王泽晨。
“我从小就有一个航空航天梦，遗憾的是高中飞行员体检最后一关没过。但我的飞天梦一直在，网上冲浪时看到有其他手工发烧友在做类似的实验，我也想尝试一下。今年我已经大四了，感觉自己所学到的机械工程领域知识、编程技能、建模技能、电路知识比较充足，曾经做过的数次机械工程实验也让我积累了不少经验。而志同道合的队友王泽晨从小就是机械发烧友，个人能力也很强，在初、高中参加了多项机器人大赛。我相信我们多学科的知识一定能碰撞出别样的火花，所以就想在毕业之前大胆尝试一次这个很酷的项目。”李正汉说，在电脑上画草图、捣鼓电线装置、3D打印模型成为“折腾”的日常。准备阶段的那两个月里，他和王泽晨基本都住在理工楼机械工程实验室和机房里。
充入5立方米氦气，爬升1.5小时后，小熊晃晃悠悠来到26000米的高空，记录下蔚蓝地球的美丽画面；高度上升，温度降低，氧气逐渐稀薄，氦气球爆炸，借地球引力，26分钟后小熊重回到地球怀抱，这场2小时的飞行之旅优雅谢幕。
“飞天小熊”最终达到的高度应该怎样测量？李正汉表示：“我一开始考虑得不太周全，没有放进合适的高度测量设备，所以没能成功直接测量高度。但是我们在舱内外都放置了测量温度的仪器，包括舱外的大量热电偶测温设备，会实时监测、记录、保存温度数据。从我们收集到的温度数据推测，大致可以估计高度是在距离地面26000米左右。”
为了保证精确地找到小熊，李正汉和团队在机箱内安装了两个定位设备。“如果着陆时，接收到的坐标是重合的，那么此时的坐标大概率就是小熊降落的准确位置。如果定位设备的坐标不重合，说明出现了预料范围之外的事情：也许是机舱解体，也许是其他故障。不过我们运气好，机舱并没有解体，也没有出现故障。定位设备确实重合了，与我们放飞气球的地点有200公里的距离。”
王泽晨说：“我们放置两个定位设备的原因，是定位设备有一个很重要的注意事项，即一定要正面朝上，否则会对天线的增益情况产生影响。如果定位设备贴地了，那天线的增益就近似于0，我们就找不到具体位置了。放置两个定位设备也相当于为找到小熊上了双保险。”
多方沟通花了很长时间
从东北方起飞，也不是一个随便的决定。“起初我们想在宁波做尝试，但浙江较多山地和丘陵地形，城市和人口密集，调研结果显示浙江地区不太合适放飞。”而恰好李正汉的家乡在东北，综合考虑地形地势、气候、气温、风向等方面的客观因素，以及得到有关部门关于“项目并不违反航空管制”的反馈后，他们坚定了回东北放飞小熊的想法。
“老困难了！遇到的困难老多了。”来自东北的李正汉用经典的东北方言概述了这次并不容易的“发射”，实验成功背后，并不如视频显示的一幕那般顺利，各种小插曲穿插整个飞天实验。
“最开始的时候，为了尽可能保证项目的合法合规，我们在跟有关部门沟通、咨询和解释的过程中花费了很长时间。这个项目在当地没有先例，但是各个机构的工作人员都很耐心地了解情况和给出建议。”
谈起最艰难的时刻，李正汉说：“最难的部分应该是烧坏了好几个单片机。尤其是在距离施放只剩下5个小时的时候，最后一个单片机板的9伏供电口却烧坏了，只剩下一个5伏供电口，我们手头还没有对应的降压模块。最后买了3节5号电池串联作为单片机电源来供电才解决了这个问题。”
起飞前的设备调试无疑是整个飞行最重要的一环，硬件设施问题必须解决，才能保证成功。“我们购买的PWM控制的散热风扇的接线出了问题，调速线和反馈线焊反了，我怎么给信号它也不变。后来我把它拆了，自己给重新焊好了。”李正汉说。
负责气象的王泽晨表示：“我主要负责的是气压、风速等因素的测算。在前期准备的过程中，我发现在1/4大气压的圈层上有时速200公里的西风急流。受到这个急流的影响，我们的设备很容易飞到无法回收的位置。幸运的是，实验当天西风急流带对东北地区影响不大，最后成功回收了设备。”
时速200公里的西风急流、路途上遭遇多次爆胎、设备的一个供电口烧坏……李政汉和团队一一解决，而这一路的决心和努力也没有被辜负，这次关于青春和梦想的实验与落下的小熊一起优雅谢幕。
华西都市报-封面新闻记者 车家竹
