航天員在中國空間站夢天實驗艙進行太空授課
9月21日，在距離地球400公里的中國空間站，“天宮課堂”第四課正式開講。在約48分鐘的授課中，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來了一場精彩紛呈的太空科普課，并通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了實時互動交流。
“天宮課堂”第四課的地面課堂共有5個，分別設置在北京、內蒙古阿拉善盟、陜西延安、安徽桐城及浙江寧波，參加者不僅有中小學生，還有大學本科生、研究生等。
“同學們好！”景海鵬、朱楊柱、桂海潮熱情地和大家打招呼。擔任“攝像師”的景海鵬手持錄像設備，朱楊柱和桂海潮首先介紹了本次太空授課的新“教室”——夢天實驗艙。
夢天實驗艙集中了空間站里最多的科學實驗設備，擁有13個科學實驗柜的安裝空間，還具備載荷自動進出艙功能。“同學們，請看，這個是抗阻鍛煉裝置，專用于航天員在軌做力量鍛煉……”桂海潮介紹。
在夢天艙的實驗載荷區域，朱楊柱說：“這里也是夢天艙的重點區域，可以開展流體物理、材料科學、燃燒科學、微重力物理科學的基礎研究，同時還能探究在軌制造、新型能源推進這些工程技術領域的前沿問題。”
“同學們可能會問，要是空間站的實驗柜出了問題該怎么辦？科學家們考慮到了這個問題，專門設計了空間站里的‘太空維修工廠’。”桂海潮說。
授課時，航天員們用到了“煉丹爐”“擺渡車”等妙趣橫生的比喻，地面課堂的學生們神情專注，格外認真。
只見地面課堂的授課老師點燃了一支蠟燭。同時，空間站內的桂海潮也點燃了朱楊柱手里的蠟燭，兩支蠟燭呈現出截然不同的火焰。
“同學們可以看到，在空間站中，蠟燭的火焰近似球形。而在地面，豎直狀態下，蠟燭的火焰呈錐形。”桂海潮說，“這是因為在地面上有重力作用，燃燒后的熱氣上升、冷氣下降，形成了浮力對流，所以火焰呈錐形。而在空間站里，微重力環境幾乎消除了浮力對流，燃燒后的氣體向各個方向運動的趨勢相同，因此不管蠟燭朝向哪一個方向，它的火焰都呈近似球形。此外，在空間站里，燃燒對流十分微弱，氧氣的補充不如地面及時，因此蠟燭的燃燒也不如地面充分，火焰的溫度也會更低一些，大家看到的藍色火焰就是燃燒溫度低的表現。”
隨后，一場空間站內的“乒乓球比賽”拉開序幕。只見航天員使用普通球拍時，水球制作的“乒乓球”被牢牢粘在球拍上，但使用毛巾加工成的球拍擊打水球時，水球不僅沒有被吸收，反而彈開了。朱楊柱和桂海潮一來一回彈著水球，仿佛打起了真的乒乓球。
為什么毛巾可以把水球彈開呢？
朱楊柱解釋道：“這是因為除了表面張力使水球不容易破裂之外，毛巾的表面還布滿了疏水的微絨毛，有很好的疏水性能，大家穿的沖鋒衣、速干衣都用了這種工藝。”
在“又見陀螺實驗”中，當空間站里的陀螺靜止沒有旋轉時，桂海潮把身體飄起來，手持陀螺兩端，改變陀螺方向，身體沒有改變；但當讓陀螺自轉起來時，桂海潮再次讓身體飄起來，握住陀螺，改變陀螺方向，人也隨之旋轉。
我國空間站就是用了同樣的原理在太空中“轉身”。桂海潮說，同學們可以把他的身體想象成空間站，把他的兩只手和手中的陀螺看作空間站上使用的一種特殊裝置控制力矩陀螺。控制力矩陀螺高速自轉，具有非常大的角動量。當改變控制力矩陀螺方向的時候，就可以對空間站施加很大的力矩，從而改變空間站的姿態，實現“四兩撥千斤”的效果。
“航天員老師好，請問在空間站看到的太陽與地球有何不同？”“請問如何對抗失重對人體的不利影響？”……
來自各地的同學們踴躍提問，3位“太空教師”耐心解答，天地互動，氣氛熱烈。科學和夢想的種子悄然種下。
“這場天地互動讓我非常震撼，也讓我對科學知識和太空探索產生了很大興趣。”華東師范大學寧波藝術實驗學校708班學生潘蔚然說。
安徽省桐城中學高二“錢學森班”學生姚瑤說：“航天事業進步是一代代航天人敢于創新、艱苦奮斗的結果。我們要樹立科學報國的志向，努力成才。”
來自北京航空航天大學宇航學院航天動力工程專業2021級的碩士研究生胡任杰說：“我的研究方向是火箭發動機技術，要夯實專業知識，不斷進步，將來為探索浩瀚宇宙貢獻力量。”
《 人民日報 》（ 2023年09月22日 08 版）
(責編：李昉、孫競)
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