3月23日，四川科技館講解員在現(xiàn)場復(fù)刻“天宮課堂”實(shí)驗(yàn)。 記者 文露敏 攝
3月23日，雙慶中學(xué)學(xué)生跟隨航天員同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 記者 文露敏 攝
3月23日，“天宮課堂”第二課開講，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站再次為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課。
在約45分鐘的授課中，神舟十三號飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富相互配合，生動演示了微重力環(huán)境下太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)、液橋演示實(shí)驗(yàn)、水油分離實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn)，講解了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的科學(xué)原理，展示了部分空間科學(xué)設(shè)施，介紹了在空間站的工作生活情況。
這次太空授課活動在中國科技館設(shè)地面主課堂。作為“‘天宮課堂’全國科技館體系聯(lián)合行動分會場”的四川科技館及攀枝花、遂寧、內(nèi)江、巴中等地，學(xué)生們一邊觀看“天宮課堂”，一邊跟著航天員做實(shí)驗(yàn)。
·現(xiàn)場·
天地對比 通過實(shí)驗(yàn)直觀展現(xiàn)區(qū)別
在地面上，把“冰墩墩”拋出去，馬上就會下墜，那么，在空間站里呢？23日下午，在四川科技館航空航天廳“空間站”模型前，來自成都雙慶中學(xué)的學(xué)生們一邊觀看航天員授課，一邊同步做起了地面對比實(shí)驗(yàn)。
羅理睿今年在雙慶中學(xué)讀初一，這次“天宮課堂”，他最期待的就是太空拋物實(shí)驗(yàn)�！傲私饪臻g站和地面究竟有何不同，對比實(shí)驗(yàn)會很直觀�！绷_理睿說。
“大家看到，冰墩墩在空間站上可以直線拋出�！蓖鮼喥剿较蚯皰伋觥氨斩铡睌[件，一向憨態(tài)可掬的“墩墩”姿態(tài)格外輕盈，接連幾個(gè)“空翻”畫出了一條漂亮的直線，穩(wěn)穩(wěn)站在了葉光富手中。
這時(shí)，四川科技館講解員向同學(xué)們拋出了一個(gè)乒乓球，呈拋物線下落。“(乒乓球)軌跡是彎的！”羅理睿和同學(xué)驚呼不已。天地之間拋物的區(qū)別，就這樣直觀地展現(xiàn)在這群中學(xué)生面前。
在巴中市恩陽區(qū)恩陽中學(xué)的學(xué)術(shù)報(bào)告廳里，278名師生集中收看了直播。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，該校兩名物理老師帶著學(xué)生們在講臺上，同步進(jìn)行航天員們在中國空間站里展示的太空“冰雪”、液橋演示、水油分離、太空拋物等實(shí)驗(yàn)。
其中，七年級一班的學(xué)生陳仕銘參與的是太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)。當(dāng)一根棉棒伸入裝有乙酸鈉溶液的透明袋子里，水狀的溶液立刻變成固態(tài)“冰雪”狀，“看著像雪，但這竟然是熱的。”親眼見證了這一現(xiàn)象，陳仕銘兩眼放光，仿佛打開了新世界大門，“我從小就想當(dāng)航天員，今天能跟真正的航天員做一樣的實(shí)驗(yàn)，簡直太開心了�！�
在內(nèi)江市第十小學(xué)校，五年級的王翊杰通過大屏幕，仔細(xì)看著航天員王亞平和葉光富演示水油分離實(shí)驗(yàn)，隨后他將水和油倒入透明瓶子中，混合后出現(xiàn)分層，油在上水在下。而在“天宮課堂”里，水和油是混合的渾濁狀態(tài)。原來，在地面上，水和油自然分層，在空間站則不一樣，失重環(huán)境下水油無法自然分離，需要在離心作用下才可實(shí)現(xiàn)分層。
課堂延續(xù) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)引發(fā)孩子更多思考
攀枝花市二十五中小陽光外國語學(xué)校的百余名師生通過直播，觀看了“天宮課堂”第二講�！疤鞂m課堂”結(jié)束后，學(xué)校安排了一系列天地對比試驗(yàn)，該校物理教師楊定永介紹，除了拋物實(shí)驗(yàn)外，老師們還提前設(shè)計(jì)了“彩虹雨”“彩虹水”等實(shí)驗(yàn)，將課堂中的知識延續(xù)下來，“通過對照實(shí)驗(yàn)，引發(fā)孩子們更多地思考�！�
今年讀六年級的韋星屹是一位小科學(xué)迷，從小熱愛科學(xué)知識的他在現(xiàn)場找到了更多動力。韋星屹說，平時(shí)老師們用各種各樣的實(shí)驗(yàn)講授科學(xué)知識，在家長的鼓勵下，他也養(yǎng)成了搜集前沿科學(xué)知識的習(xí)慣，“通過很多專業(yè)的網(wǎng)站，能夠非常方便地獲取信息�！�
同樣就讀六年級的辜彥植興奮不已，課程結(jié)束后，他又和同學(xué)們繼續(xù)自己的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。八年級一班的王思雅告訴記者，身邊的同學(xué)都對科學(xué)知識非常感興趣，科幻小說、科幻電影、科學(xué)雜志都是他們的知識來源，“平時(shí)下課后，大家也會時(shí)不時(shí)討論一些比較淺顯的科學(xué)現(xiàn)象，很有意思�！�
遂寧綠然國際學(xué)校初中物理老師陳乾乾說，同學(xué)們很愿意去操作實(shí)驗(yàn)，而且“天宮課堂”講授了很多的物理知識，有助于學(xué)生更好地將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，激發(fā)對物理學(xué)科和航天知識的興趣。
內(nèi)江市第十小學(xué)校副校長王蕾介紹，平時(shí)學(xué)校就會定期開展實(shí)驗(yàn)課，讓同學(xué)們在生活中去發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理和知識，學(xué)校將繼續(xù)完善各社團(tuán)課程內(nèi)容，加大開展“智慧校園”的打造，豐富“創(chuàng)客”課程內(nèi)容，更大程度激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱情。記者 文露敏 唐子晴 鄭志浩 王若曄 鐘帆
·解讀·
太空實(shí)驗(yàn)背后的奧秘
“天宮課堂”第二課中，3位“太空教師”為什么要做這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)？背后蘊(yùn)含著哪些科學(xué)奧妙？記者采訪多位專家一一解讀。
實(shí)驗(yàn)一：溫?zé)岬摹氨颉?/strong>
【現(xiàn)象回顧】這一幕仿佛發(fā)生在“魔法世界”：透明的液球飄在半空中，王亞平用一根小棍點(diǎn)在液球上，球體瞬間開始“結(jié)冰”，幾秒鐘就變成通體雪白的“冰球”。王亞平說，這枚“冰球”摸上去是溫?zé)岬摹?/p>
【專家解讀】“太空‘冰雪’實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是過飽和乙酸鈉溶液形核、結(jié)晶的過程，過程當(dāng)中會釋放熱量�！敝袊茖W(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員張璐介紹，過飽和溶液結(jié)晶通常需要外界“擾動”，而這個(gè)實(shí)驗(yàn)的“玄機(jī)”就在于小棍上沾有晶體粉末，為過飽和乙酸鈉溶液提供了凝結(jié)核，進(jìn)而析出三水合乙酸鈉晶體。
實(shí)驗(yàn)二：“分不開”的水和油
【現(xiàn)象回顧】王亞平用力搖晃一個(gè)裝有水和油的瓶子，讓水油充分混合，瓶中一片黃色。時(shí)間一分一秒過去，瓶中沒有發(fā)生任何變化，油滴仍然均勻分布在水中。葉光富前來助力，抓著系在瓶上的細(xì)繩甩動瓶子。數(shù)圈后，水油明顯分離，油在上層，水在下層。
【專家解讀】“我們都知道地面上油比水輕，平時(shí)喝湯的時(shí)候看到油花都習(xí)以為常�！敝袊茖W(xué)院物理研究所研究員梁文杰說，然而在空間站中，情況卻大不一樣，水和油之所以“難舍難分”、長時(shí)間保持混合態(tài)，是由于在微重力環(huán)境下密度分層消失了，也就是浮力消失了�！八驮谔焐铣晒Ψ蛛x的原因是，瓶子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)類似離心機(jī)，可以理解為離心作用使得浮力重新出現(xiàn)了�！睆堣凑f。
實(shí)驗(yàn)三：翻跟頭的“冰墩墩”
【現(xiàn)象回顧】北京冬奧會吉祥物“冰墩墩”壓軸登場，迎來太空之旅的“高光時(shí)刻”。王亞平水平向前拋出“冰墩墩”擺件，一向憨態(tài)可掬的“墩墩”姿態(tài)格外輕盈，接連幾個(gè)“空翻”畫出了一條漂亮的直線，穩(wěn)穩(wěn)站在了葉光富手中。
【專家解讀】太空拋物實(shí)驗(yàn)展示了牛頓第一定律所描述的現(xiàn)象。在空間站中，“冰墩墩”擺件被拋出后幾乎不受外力影響，保持近似勻速直線運(yùn)動。“天宮課堂”地面主課堂授課老師、北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)物理教師張健介紹，地球人眼中物體運(yùn)動的理想狀態(tài)，如今得以在太空中一探究竟。
新華社記者 李國利 黃一宸(據(jù)新華社北京3月23日電)
·幕后·
天地對話 離不開這家在川央企“牽線”
在這場“天宮課堂”授課過程中，在川央企中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所(簡稱“中電十所”)牽起了天地溝通的重要“線路”。太空授課數(shù)據(jù)傳輸主要依靠中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，中電十所承研的天鏈二號01星地面終端站和天鏈一號03星地面終端站，以及配套的測距轉(zhuǎn)發(fā)站設(shè)備作為系統(tǒng)重要部分參與其中。
在太空授課中，中繼衛(wèi)星就像是一座中轉(zhuǎn)站，為空間站和地面終端站的信息傳輸牽上了高速傳輸?shù)倪B接線，保證信息傳輸?shù)臅惩o阻。航天器將遙測數(shù)據(jù)、話音、視頻等信息通過星間通信鏈路發(fā)向中繼衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星接收后，經(jīng)過變頻，再將其轉(zhuǎn)發(fā)到地面終端站，地面終端站通過地面終端設(shè)備對信息進(jìn)行調(diào)解和譯碼處理，再通過通信衛(wèi)星鏈路或其他寬帶鏈路發(fā)送至地面最終的用戶。
據(jù)了解，天鏈一號03星、天鏈二號01星地面終端設(shè)備是實(shí)現(xiàn)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)星地信息互傳的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、地面信息分發(fā)的重要節(jié)點(diǎn)，安裝在地面終端站，該設(shè)備在此次航天員出艙活動中提供相關(guān)數(shù)據(jù)中繼傳輸支持功能。記者徐莉莎
