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中國空間站首個"天宮課堂"即將面向全球直播

來源: 中國青年網 | 作者: | 時間: 2021-12-03 | 責編: 閆景臻

中國載人航太工程辦公室2日透露,為發揮中國空間站的綜合效益,中國首個太空科普教育品牌“天宮課堂”即將正式推出,中國空間站首次太空授課活動將於近日面向全球進行直播。

空間站作為國家太空實驗室,也是重要的太空科普教育基地,蘊含著得天獨厚的豐富教育資源,對激發社會大眾特別是青少年弘揚科學精神、熱愛航太事業具有特殊優勢。2013年6月20日,航太員王亞平在聶海勝、張曉光協助下進行首次太空授課,全國6000余萬名中小學生觀看授課直播,産生巨大社會反響,在一代人心中播下追逐航太夢想的種子。神舟十三號航太員乘組進駐空間站組合體後,社會公眾特別是青少年對中國航太員再次進行太空授課充滿了期待。

“天宮課堂”將結合載人飛行任務,貫穿中國空間站建造和在軌運營系列化推出,授課將由中國航太員擔任“太空教師”,以青少年為主要對象,採取天地協同互動方式開展。

這不是第一次中國航太員在太空授課。早在2013年,天宮一號艙內,神舟十號的三名航太員為全國青少年進行了我國首次太空授課,由我國首位“太空教師”王亞平主講,聶海勝配合,張曉光擔任攝像師。

我們共同來回顧一下

2013年6月20日上午10點,在距離地球300多公里之外的天宮一號艙內,神舟十號的三名航太員為全國青少年進行了我國首次太空授課,由我國首位“太空教師”王亞平主講,聶海勝配合,張曉光擔任攝像師。

中國的“太空第一課”

在兩位“助教”的協同下,王老師向地面課堂演示了5個基礎物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。

物體品質測量

品質測試演示

天宮一號的艙壁上有一個支架形狀的裝置,即品質測量儀。聶海勝將自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,再一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位,裝置上的LED屏上就能顯示出聶海勝的體重數。

王亞平

品質測量儀應用的物理學原理是牛頓第二運動定律:F(力)=m(品質)×a(加速度)。品質測量儀上的彈簧凸輪機構能夠産生一個恒定的力F,再通過光柵測速裝置測量出支架復位的速度v和時間t,計算出加速度(a=v/t),就能夠計算出物體的品質(m=F/a)了。

單擺運動

單擺運動演示

把T型支架上拴著的黃色小鋼球輕輕拉升到一定位置後放手,小球並沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中,但若用手指沿切線方向輕推,小球就會繞支架的軸心做圓周運動。

王亞平

在太空中,小球處於失重環境狀態,不能像地面一樣做往復擺動,所以把小球任意放到一位置,小球都會靜止不動。但當稍稍給它一個初速度時,小球就會圍繞著擺軸做圓周運動了。

陀螺運動

陀螺運動演示

把一個陀螺靜止懸放在空中,用手輕推陀螺頂部,陀螺會翻滾著飛向遠處。但當把陀螺先旋轉起來,再給它一個干擾力時,旋轉的陀螺不再翻滾,而是保持著固定的軸向向前飛去。

王亞平

高速旋轉陀螺的定軸特性在航太領域用途廣泛。在天宮一號目標飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準地測量航太器的飛行姿態。

水膜實驗

水膜製作演示

把一個金屬圈輕輕地放入水袋,再慢慢抽出,這時在金屬圈上形成一個大大的水膜。這是因為在太空失重狀態下,突顯出了液體的表面張力特性,所以普通水也能夠輕鬆地形成漂亮的水膜。王亞平還往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑膠片,水膜依然完好。

粘貼了中國結塑膠片的水膜依然完好無損

王亞平

如果詩仙李白在天宮裏生活,大概就寫不出“飛流直下三千尺”的名句了,因為,失重環境下水不可能飛流直下。

水球實驗

水球製作演示

將飲水袋中的水慢慢注入到水膜上,水膜竟變成了一個亮晶晶的大水球,水球中間還有一串珍珠般的小氣泡。為了驗證注入空氣是否能真正形成氣泡,聶海勝用注射器抽出先前形成的小氣泡,王亞平再把氣體重新注入到水球裏,空氣在水球內部形成一個大氣泡並靜止不動。而在水球另一側繼續注入空氣時,又形成另一個氣泡,且兩個氣泡並沒有融合到一起,彼此獨立存在。接著,王亞平還將紅色液體注入到水球,使晶瑩透亮的水球變成了粉紅色。

美麗的粉紅色的水球

王亞平

你們看這個水球像不像一個透鏡?透過它,你們還可以看到我的倒影呢!

此外,通過視頻通話形式,三位航太員還與地面師生進行了“天地問答”,聶海勝還表演了“懸空打坐”來展現失重環境的奇妙。

聶海勝表演“懸空打坐”

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