Dream Maker 筑梦者 高空气象球“兴华2号”发射计划01

刘凯铷（高二理忠）、陈慧琪（高二理孝）采访

1.骏宥你好，听说你们团队在今年6月假期间，发射了一颗探空气球到大气层。请简单介绍这个计划。

        其实各国气象局一般都有定时发射携带气象仪器的探空气球到大气层，这涉及到气象局、民航局等相关单位及组织的合作。在气象观测方面，探空气球可以测量空中的气压、气温、相对湿度、风向和风速五项气象因素，作为天气预报的依据。长期对天文的兴趣与好奇心的驱使下，我们阅读文献，并与指导老师陈伟伦作各方面讨论，逐渐渐形成发射“兴华2号”高空气象球的计划。此外，由于大气层中的平流层空气稀薄，属于近太空的极端环境，因此可用来检验我们所设计的装置能否在低温、低气压、高辐射的太空环境中运作，并从中纠错。

        HH-2主要分为三个部分：探测器、降落伞和氦气球。其中探测器是最为复杂的部分。由于我们需构思全新的设计，对于中学生而言有一定的难度，因此参考了许多来自外国与本地大学的探测器设计后，最终创造出别具一格的全新装置。HH-2大小适中，10cm x 10cm x 12cm的体积可置于手掌上，结构上则是基于立方卫星CubeSat的铝材设计。其内部有6个主要的电子零件：主控制板、主要通讯器LoRa、次要通讯器、GPS、Data-logger，以及气压与温度感应器。另外，还需保温及回收装置，即为探测器表层及降落伞。在发射探空气球后，我们就能得知此设计构思是否可行，由此检验我们技术与知识的成熟度。

        与此同时，我们必需在发射前两个星期，向马来西亚民航局（DCA）提出申请。在过程中，学校协助审核及检阅文件。，让我们顺利提呈。由于探空气球可升至最高离地面40公里，气球在上升的过程中必定会经过客机飞行的高度范围（距离地表7至12公里），所以此计划存在撞上飞机的风险。只有当得到DCA的批准以清空该时段、该地点空中的飞机后，我们才能发射，且必须时时对DCA汇报进展。批准后就必须根据探测器的重量着手订购气球及氦气。由于本地并无商家售卖探空气球，我们只能从印度购得氦气气球。而在衡量许多因素后，我们决定于丹绒马林（Tanjong Malim）发射，并于适耕庄（Sekinchan）回收。

        一切准备就绪后，我们必须找到能装下170厘米高氦气瓶的箱型车及司机，并在发射前一晚到达发射地以了解地理环境。所幸学校和伟伦老师在这方面都给予援助，计划才能顺利进行。按照原定计划，我们预计早上7时发射，一路追踪至9时30分可成功回收，并取得照片与实验结果。但天有不测风云，HH-2发射时使用的气球不是原定的型号，所以它比预定的飞行高度多了5公里，也因为如此，使降落地点从原定的适耕庄稻田，移至离热浪沙滩40公里远的适耕庄外海。

2.请问HH-2有何特别之处？

        HH-2最特别的一点，在于它的设计是由我们学生自己构思的。其实我们可以选择直接沿用过去探测器的普遍设计，但觉得自己的能力可以达到更高的层次，于是决定放手一搏。HH-2特别的另一主要原因，在于其电子零件。其所含的电子零件都是能让普通业余电子爱好者轻易

掌握，且价格相对低廉，而过往的探测器都使用较昂贵、复杂、难用的材料制作，且多是直接购买现成的装置。因此我们利用简单易学又便宜的零件，便组装成等效甚至更佳的探测器，是为一突破。

        此外，在保温措施上，我们抛开了传统利用保丽龙保温的方式，改而使用广泛应用在人造卫星上的多层隔热系统（Multi-Layer Insulation），这常见于人造卫星的金色表面。保丽龙之所以可在地面上有良好的隔热效果，是因为其拥有许多充满空气的小孔而成为热的不良导体，但在高空时，空气几乎稀薄到不存在，且热也不再以对流的形式传递，而是以辐射的形式传播，所以在高空使用保丽龙隔热效果极差。而MLI的原理则是把多层的镀铝聚酯薄膜（Mylar）叠在一起，反射内部电子零件所散发的热辐射，把热留在舱体里，进而起到保温作用。

        降落伞也是一大特点。此降落伞是由我们一针一线缝制而成的，具体来说，大部分是由我母亲完成。我们使用的伞布（RipStop Nylon）及伞绳（550 Paracord）皆符合军用标准，就连用来缝制的线也必须使用坚韧的尼龙线。因此，我们的降落伞绝对有一定的水准。

        最后，我们还在探测器上搭载了两台小型摄像头，可拍摄平流层环境、地球地平线曲面等。另外，四个实验舱的其中三个分别置放了林玉莲老师提议的蚂蚁、发芽绿豆与未发芽绿豆种子，另外一个则放了去年科学营开幕仪式时，组员所建议的棉花糖。如此一来，我们的探测器便在最初的目的上延伸出更多的功能，除了可以进行额外的探究实验，也同时让学校的老师及同学参与其中，进而扩大此计划的影响力，鼓舞更多人进行类似的科学计划。

3.请问进行这项计划的动机为何？

        小学四年级时，我参加了学校举办的一日游，行程中有一景点为国家天文馆。在那里，我看到了许多太空探索的相关物品，例如Orlan与Sokol太空服、Viking火箭引擎等，这可说是我对太空探索的启蒙。此后，我便对太空探索抱着满腔热情。同年，探索频道（Discovery  Channel）也播出了许多关于阿波罗计划（Apollo Space Program）的一系列纪录片，看着人类做出比自己巨大的火箭，甚至敢探索未知，更让我心生向往。初一年级某天的第二休息节，我在食堂饮水机前的布告栏上看到了一篇报道，内容是关于奕盛学长主导的“氦

鹰号”探空气球。当时候我便对自己说，有一天也要进行类似的计划，HH-2的种子就这样种下了。之后，我带着第一个作品 —— HH-1参加吉隆坡工程科学展KLESF科技竞赛，期间评审批评我的作品无实际用途，让我下定决心进行HH-2探空气球计划，并藉此证明自己。

4.HH-1和HH-2两者之间有何关联？

        HH-1是个火星登陆器的模型，它和HH-2的关联在于它们都是基于我的兴趣而发展出来的作品，是我为太空探索梦想努力的产物。我和当时的组员也以此获得了2015年KLESF科技竞赛的铜奖。虽然HH-1赢得了铜奖，但却被评审批评为无实际用途，甚至断言马来西亚近几十年内不可能有太空计划的出现。这些话带给我极大的打击，同时也更加巩固了我立志完成HH-2的决

心。

5.选择在6月6日发射有什么特殊意义吗？

        主要原因是6月至7月份雨量较少，天气较好。而6月恰好有学校假期，对于身为学生的我们较为方便。至于选择6月6日则是因为这天恰好是诺曼底登陆的纪念日（D-Day），诺曼底登陆是二战的一个转捩点，象征着非凡的成功。

6.为何会以学校命名你的计划？请谈谈学校及老师们对你的影响。

        以学校命名作品主要是我一直以身作兴华人为傲。学校的老师们是我生命里的一盏盏明灯，我很感激他们无论在HH-2还是生活上所给予的启发。在近几个月，我有一个科目迟交作业，甚至交白卷，那位科任老师竟然没有放弃我，而是给予我很多的鼓励与包容，让我感到人与人之间的温暖，我非常非常感恩老师。只可惜我成绩不好，不能以考取好成绩的方式来报答老师们的恩惠，所以只能在我热爱的领域中，表现我对学校的感谢，HH-1得奖便是其中的例子。碰巧今年是兴华70周年校庆，因此我想以HH-2作为送给兴华的70岁生日礼物。