“飞天小熊”与地球的合照
封面新闻记者 车家竹
10月的最后一天，一则“玩具熊飞上万米高空”的视频火爆全网，视频中，一只毛绒小熊伴随着氦气球乘风而起，扶摇直上。在穿越层层云海后，浮现在蓝色光晕的地球，镌刻成一幅动人的画面。
这次“飞天小熊”实验的主创，是来自宁波诺丁汉大学的李正汉和王泽晨，11月1日，封面新闻记者联系到他们，听他们讲述“小熊飞天”背后的故事。
团队成员（从左至右）：谭镇坤、王泽晨、李正汉、 汤景淇
01
机械发烧友
一次很酷的项目尝试
“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，最终没能成功入选空军飞行员，开上轰炸机。可我还是想看看天上的风景。在网上冲浪的时候看到有其他手工发烧友在实践类似的实验，我也萌生出了尝试的想法。但因为之前的知识储备完全不够，不知道该如何下手。”李正汉告诉记者，准备的那两个月里，他和王泽晨基本上住在了理工楼机械工程实验室和机房里。
“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都让我积累了不少的经验，锻炼了能力。我的队友王泽晨也是从小就是机械发烧友，他个人能力很强，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，取得实验的成功。所以就想在毕业之前大胆尝试一次这个很酷的项目。”在电脑上画草图，捣鼓电线装置，3D打印模型已经成为一次次“折腾”的日常。
起飞前的设备调试
02
从施放到落地
2小时的观察地球外貌之旅
充入5立方米氦气，爬升1.5小时后，小熊晃晃悠悠来到26000千米的高空，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？李正汉对记者表示：“我一开始考虑得没有特别周全，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，它会实时监测、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两万六千米左右。”多种测量方法备选，让这次一飞冲天的高度得到了测量。
团队在东北放飞小熊
为了保证精确地找到小熊，李正汉和他的项目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，那说明出现了一些预料范围之外的事情。也许是机舱解体，也许是出现了其他故障。不过我们运气很好，我们的机舱并没有解体，也没有出现其他故障。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。”王泽晨同学补充道：“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对找到小熊上了双保险。”
东北起飞，也不是一个随便的决定。“起初我们想在宁波做尝试，但是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。”李正汉的家乡在东北，在综合考虑地形地势、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。
“飞天小熊”上升过程中
03
老困难了！
并不顺利的“飞天”
“老困难了！遇到的困难老多了”，来自东北的李正汉用最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。
“项目最开始的时候，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。”
谈起最艰难的部分，李正汉说：“其中最艰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个小时的时间，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。最后还是我买了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，我怎么给信号他也不变。后来我把它拆了，自己给重新焊好了。”
“飞天小熊”上万米高空
负责气象的王泽晨向记者表示：“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200km/h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。不过幸运的是，实验当天西风急流带对东北地区影响不大，我们最后也成功回收了设备。”
200km/h的西风急流、路途上遭遇多次爆胎、设备的一个供电口烧坏.......团队一一解决，而这一路的决心和努力也没有被辜负，这次有关于青春和梦想和落下的小熊一起优雅谢幕。
图片由受访者提供
