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3月23日,“天宮課堂”第二課在中國空間站開講,神舟十三號乘組航太員翟志剛、王亞平、葉光富講了又一堂精彩的太空科普課。

太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗……3名“太空教師”以天地互動的形式演示了實驗,並介紹與展示了空間科學設施。這場充滿奇思妙想的太空授課,讓科學的種子在億萬青少年的心裏生根發芽。

據中國載人航太工程辦公室消息,3月23日15時44分,“天宮課堂”第二課在中國空間站開講,神舟十三號乘組航太員翟志剛、王亞平、葉光富講了又一堂精彩的太空科普課。中國空間站第二次太空授課活動取得圓滿成功。

地面主課堂設在中國科技館,分課堂分別設在西藏拉薩和新疆烏魯木齊。授課活動由中國載人航太工程辦公室聯合教育部、科技部、中國科協、中央廣播電視總臺共同主辦,中國科技館及載人航太工程相關參研參試單位提供支援。授課內容面向全球觀眾進行直播。

預 熱

復習首次授課內容

開課前幾天,太空授課內容已向社會公佈,航太員將在繞地球飛行的空間站上進行太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗,並介紹與展示空間科學設施。早早看過了“課表”,地面課堂的同學們翹首以盼。在地面預熱環節,同學們復習了首次空間站“天宮課堂”的授課內容,回顧了我國載人航太工程“三步走”的歷程,還溫習了關於太空失重的知識。

“太空教師”們來了!3名航太員來到鏡頭前,身著藍色工作服站成一排集體亮相。

“太空探索永無止境,大家好,我是太空教師王亞平,很開心我們又見面了,今天是我們的‘天宮課堂’第二課……”王亞平的面孔和聲音在“天宮課堂”再次出現,將同學們帶入上課狀態。

“我是指令長翟志剛,繼續擔任拍攝工作。”

“我是航太員葉光富,很高興能夠再次給大家分享太空中的科學知識。”

有過首次在空間站授課的經驗,3名“太空教師”輕車熟路,再次帶領大家進入奇妙的太空失重世界。

實 驗

“冰雪”實驗、水油分離、太空拋物等接續上演

結合2022年北京冬奧會,王亞平首先給大家展示太空“冰雪”實驗。只見她拿出一個裝有過飽和乙酸鈉溶液的透明袋子,袋口連接著一根吸管。她小心翼翼地從袋子裏擠出溶液,在吸管口漸漸地形成一個透明液體球,再用沾了點結晶核的毛根輕輕碰觸了下球體。在嘗試了幾次後,仿佛被施了魔法一樣,透明球迅速變成結晶球。王亞平解釋説,析出晶體時,還會釋放熱量,因此這是一個摸起來感覺熱熱的“熱球”。

“這是微重力環境下液體的表面張力作用,使得擠出的液體形成了飽滿均勻的液體球。”王亞平揭示了奧秘。為了給同學們更直觀地展示表面張力,王亞平緊接著做了另一個實驗。她手裏拿著兩塊透明的液橋板,葉光富拿著裝有飲用水的袋子向兩塊液橋板分別擠上一個水球。與此同時,地面課堂的同學們也在同步做著同樣的實驗。當兩個水球越來越大,並黏合在一起時,她又將其緩慢地拉開,一座奇特的“液橋”搭建而成。

接下來進行太空中的浮力實驗,王亞平遇到了“難題”。

只見她拿著一個小瓶子,裏面裝有兩種液體。透明的水和黃色的食用油。王亞平和地面同學們一起將各自手中的瓶子進行搖晃後,“天宮課堂”和地面課堂出現了截然不同的現象。水和油不相溶,在地面時,油比水輕,就會浮在水面上,而在空間站微重力環境下則不然。同學們手中瓶子裏的液體漸漸形成分層,而王亞平手中的水油還是和之前一樣,沒有産生任何變化。怎麼辦?王亞平向地面課堂的同學們“求助”。一名同學提議:“使用旋轉的方式,借助離心作用將水和油分開。”王亞平採納了建議。葉光富進行了演示,只見他將繩子係在瓶口,快速旋轉,不一會兒,瓶子裏的混合液就分離開來了。

“小原理可以發揮大作用。空間站也有這樣的離心設備,用來分離和製備一些液體。很多複雜的設備都是簡單的科學原理,比如空間站裏的陀螺儀。”王亞平又給大家補充了一個知識點。

展示完太空奇妙的液體現象後,王亞平開始最後一項實驗——太空拋物實驗,目的是描述牛頓第一定律的基本原理。此時,一個可愛小巧的冰墩墩閃亮登場。王亞平將冰墩墩用手指輕輕一推,冰墩墩沒有下墜,而是慢慢飄向一兩米外的葉光富。葉光富接住後,又將其推向王亞平。冰墩墩在兩人之間來回做著近似勻速直線運動。

“同學們,我所處的空間站實際上圍繞地球飛行,那以你們的視角來看,冰墩墩做的還是近似勻速直線運動嗎?為什麼呢?”王亞平給同學們佈置了一項課後作業。

王亞平為同學們演示完有趣的實驗後,接著,和葉光富一起介紹了空間站上的兩個新科學實驗櫃——高微重力實驗櫃和無容器材料實驗櫃,展示了本次任務中開展的空間科學實(試)驗進展。

建設空間站的目的,就是打造太空實驗室,也意味著可以把地球上的實驗室搬到太空。

“科學實驗是助力科學研究的重要手段,科學實驗櫃是我們在空間站開展科學實驗的一個主要設施,等到問天實驗艙和夢天實驗艙發射入軌之後,我們將會增加更多的實驗櫃,開展更多領域的科學實驗項目。到那時候,中外科學家都可以依託實驗櫃來開展研究,中國空間站將成為造福全人類的太空科學平臺。”葉光富説:“同學們,我們也熱切地期待你們能提出自己的科學實驗設想,説不定下一次在太空中展示的就是你們的實驗項目。”

互 動

師生問答充滿奇思妙想

最後的提問環節中,網友們和地面課堂的同學們拋出了很多有趣的問題,3名航太員一一作答。

“在空間站裏流眼淚是怎麼樣的?是像果凍一樣拉得很長,還是會蹦出來成一顆一顆的?”

王亞平回答:“眼淚無法像在地面時那樣自然地流下來,而是在眼眶中打轉,或者是在眼角。所以在地面上強忍眼淚故作堅強也許很難,但是在太空中我們就很容易做到。”

“我們在空間站看到的月亮和在地球上看到的月亮有什麼不同嗎?”

“我們空間站距離地球約400公里,地球距離月球38萬公里。在空間站上看月球跟在地面上看月球沒有太大的區別,但是因為沒有地球上的大氣和雲的干擾,我們在空間站上看到的月亮更加明亮,更加清晰。”翟志剛回答。

“我有沒有機會成為一名能在太空中做實驗的科學家呢?”

葉光富鼓勵説:“隨著空間站的建成,將會有更多的科研人員到空間站來開展科學實驗,非常歡迎同學們未來到空間站上來做實驗,也可以把自己設計的實驗項目提交到空間站來,然後在地面上遠端操作。”

…………

1節近1小時的太空授課在天地互動中很快過去,該到“下課”的時候了。

“同學們,未來屬於你們!”

“探索浩瀚宇宙,發展航太事業,建設航太強國是我們不懈追求的航太夢!希望同學們只爭朝夕,不負韶華,在追夢的道路上堅定前行!”

“飛天夢永不失重,科學夢張力無限!期待同學們繼續努力學習科學知識,提高科學素養,探索科學奧秘,未來的空間站將由你們來建設!”

3名航太員分別給同學們送出祝福和期望後,對著鏡頭和同學們依依惜別,揮手再見。又一場充滿奇思妙想的太空授課,再一次撒下科學的種子,在億萬青少年的心裏生根發芽。(吳月輝 佔 康 余建斌)