光明日?qǐng)?bào)記者 章文 光明日?qǐng)?bào)通訊員 占康
3月23日是神舟十三號(hào)乘組航天員翟志剛、王亞平和葉光富在軌駐留的第159天。返程在即，3名航天員在中國空間站為青少年們講授了“天宮課堂”第二課。此次的地面主課堂設(shè)在中國科技館，分課堂設(shè)在西藏拉薩和新疆烏魯木齊。當(dāng)天下午，記者走進(jìn)中國科技館，在地面主課堂同青少年們一起聆聽了這堂精彩的太空科普課。
15時(shí)44分，“天宮課堂”正式開課。
3月23日，在中國科技館地面主課堂，學(xué)生們聆聽“天宮課堂”。光明日?qǐng)?bào)記者 章文攝/光明圖片
“天宮課堂”再度開講 探索奇妙太空世界
3月23日，在新疆烏魯木齊市第七十中學(xué)，學(xué)生收看“天宮課堂”第二課的同時(shí)進(jìn)行水油分離實(shí)驗(yàn)。新華社發(fā)
“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……”“我是指令長翟志剛，繼續(xù)擔(dān)任拍攝工作。”“我是航天員葉光富，很高興能夠再次給大家分享太空中的科學(xué)知識(shí)。”
熟悉的聲音響起，“太空教師團(tuán)隊(duì)”的身影再次出現(xiàn)在“天宮課堂”，立刻就將同學(xué)們“帶入”奇妙的太空。
鏡頭一 在中國空間站做“冰雪”實(shí)驗(yàn)
前不久，北京2022年冬奧會(huì)與冬殘奧會(huì)讓人們領(lǐng)略了冰雪運(yùn)動(dòng)的魅力。“太空教師”王亞平首先展示的便是太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)。只見她拿出一個(gè)裝有過飽和乙酸鈉溶液的透明袋子，袋口連接著一根吸管。接著，她小心翼翼地從袋子里擠出溶液，經(jīng)過幾次嘗試后，在吸管口漸漸地形成一個(gè)透明液體球。“馬上就是見證奇跡的時(shí)刻了。”王亞平用提前沾了點(diǎn)結(jié)晶核的毛根輕輕碰觸球體，仿佛被施了魔法一般，透明球迅速變成了結(jié)晶球，看起來像一顆“冰球”。
“乙酸鈉溶液在溫度較高的水中溶解度非常大，很容易形成過飽和溶液，在這種溶液里，只要有一丁點(diǎn)的結(jié)晶核顆粒，就能打破它的穩(wěn)定狀態(tài)，析出大量的晶體。” 王亞平揭示了其中的奧秘，而在析出晶體時(shí)，還會(huì)釋放熱量，因此這顆“冰球”摸起來有發(fā)熱的感覺。
在空間站內(nèi)，微重力環(huán)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。為了向同學(xué)們更直觀地展示表面張力，王亞平緊接著做了第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。只見她手里拿著兩塊塑料板，葉光富拿著裝有飲用水的袋子向兩塊塑料板的表面分別擠上一個(gè)水球。與此同時(shí)，地面主課堂的學(xué)生們也在做著一樣的實(shí)驗(yàn)。王亞平將兩個(gè)水球靠在一起直至相融后，又將它們緩緩拉開，一座奇特的液橋搭建而成。
在地面主課堂現(xiàn)場，記者觀察到，同學(xué)們手中并沒有出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征告訴記者，液橋是水在表面張力的作用下將兩個(gè)塑料板聯(lián)結(jié)起來所形成的。在空間站的微重力環(huán)境下，水有一點(diǎn)點(diǎn)的表面張力就可以形成液橋。而在地面有重力的因素，需要運(yùn)用高壓等條件才能實(shí)現(xiàn)，兩者的實(shí)驗(yàn)原理也不相同。
鏡頭二 “冰墩墩”亮相“天宮課堂”
在隨后太空中的浮力實(shí)驗(yàn)中，王亞平遇到了“難題”。在屏幕中可以看到，她拿著一個(gè)小瓶子，里面裝有兩種液體，分別是透明的水和黃色的食用油。王亞平和同學(xué)們一起將各自手中的瓶子進(jìn)行搖晃并靜置后，天地課堂出現(xiàn)了截然不同的現(xiàn)象：同學(xué)們手中瓶子里的液體漸漸形成分層，而王亞平的瓶子里水油還是混合在一起。
怎么辦？王亞平向地面課堂的同學(xué)們求助。一位同學(xué)提議，使用旋轉(zhuǎn)的方式，借助離心作用將水和油分開。“人工離心機(jī)”葉光富隨即進(jìn)行了演示，只見他將繩子系在瓶口，快速旋轉(zhuǎn)瓶子，不一會(huì)兒，瓶子里的水油混合液就分層了。
展示完太空奇妙的液體現(xiàn)象后，王亞平開始進(jìn)行最后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——太空拋物。此時(shí)，一個(gè)小巧可愛的北京2022年冬奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”在“天宮課堂”閃亮登場。據(jù)了解，這位頂流“助教”去年就隨著神舟十三號(hào)乘組一起進(jìn)駐中國空間站。
只見王亞平用手指輕輕一推，“冰墩墩”徑直慢慢飄向不遠(yuǎn)處的葉光富。葉光富接住后，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(yùn)動(dòng)。
“平拋運(yùn)動(dòng)指的是在不計(jì)空氣阻力的情況下，將一個(gè)物體以水平初速度拋出并受重力作用的運(yùn)動(dòng)。”“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)物理教師張健告訴記者，“‘冰墩墩’能在空間站里做近似勻速直線運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樵诳臻g站微重力的環(huán)境下，物體是幾乎不受重力影響的。”
鏡頭三 “太空教具”科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜首次登場
有趣的實(shí)驗(yàn)演示完畢，中國空間站上兩個(gè)炫酷的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜——高微重力實(shí)驗(yàn)柜和無容器材料實(shí)驗(yàn)柜首次登場，通過現(xiàn)場介紹和實(shí)驗(yàn)視頻回放，“太空教師”們利用“太空教具”實(shí)驗(yàn)柜形象地展示了本次任務(wù)中的空間科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)進(jìn)展。
“科學(xué)實(shí)驗(yàn)是助力科學(xué)研究的重要手段，科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜是我們?cè)诳臻g站開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)施，等到問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射入軌之后，還將會(huì)增加更多的實(shí)驗(yàn)柜，開展更多領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。”中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉表示，中國空間站內(nèi)還有生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、微重力流體物理實(shí)驗(yàn)柜等十幾個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，未來將支撐開展大規(guī)模科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
“到那時(shí)候，中外科學(xué)家都可以依托實(shí)驗(yàn)柜來開展研究，我們中國的空間站將成為一個(gè)造福全人類的太空科學(xué)平臺(tái)。”葉光富說，“同學(xué)們，我們也熱切地期待你們能提出自己的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)想，說不定下一次我們?cè)谔罩姓故镜木褪悄愕膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目了。”
鏡頭四 天地互動(dòng)，精彩繼續(xù)
太空實(shí)驗(yàn)讓人意猶未盡，天地之間的精彩互動(dòng)還在延續(xù)。
“在空間站流眼淚，是像果凍一樣在眼角拉得很長還是會(huì)蹦出來，一顆顆地飄起來？”
“空間站里看到的月亮和地球上看到的一樣嗎？”
“太空中的水能燒開嗎？”
“如何成為一名到空間站里做實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家？”
…………
在天地互動(dòng)環(huán)節(jié)中，網(wǎng)友們和地面課堂的同學(xué)們拋出了許多有趣的問題，3位航天員耐心詳細(xì)作答。
王亞平與同學(xué)們分享了在空間站流淚的感受：“在空間站里飛行這么久，我們也經(jīng)歷過許多心情激動(dòng)乃至熱淚盈眶的時(shí)刻。但眼淚無法像在地面時(shí)那樣自然地流下來，而是在眼眶中打轉(zhuǎn)，或者是在眼角。所以在地面上強(qiáng)忍眼淚故作堅(jiān)強(qiáng)也許很難，但是在太空中我們就很容易做到。”
葉光富更是鼓勵(lì)同學(xué)們未來到空間站上來做實(shí)驗(yàn)，也可以把自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提交到空間站，然后在地面上遠(yuǎn)程操作。他說：“同學(xué)們，你們現(xiàn)在要做的就是好好學(xué)習(xí)，鍛煉好身體，要勇敢追夢(mèng)，相信未來一切皆有可能。”
很快，就到了告別的時(shí)刻，3名航天員分別向同學(xué)們送出祝福和期望——
翟志剛說：“同學(xué)們，未來屬于你們！”
“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強(qiáng)國是我們不懈追求的航天夢(mèng)。希望同學(xué)們只爭朝夕，不負(fù)韶華，在追夢(mèng)的道路上堅(jiān)定前行！”葉光富說。
王亞平說：“飛天夢(mèng)永不失重，科學(xué)夢(mèng)張力無限。期待同學(xué)們繼續(xù)努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提高科學(xué)素養(yǎng)，探索科學(xué)奧妙，未來的空間站將由你們來建設(shè)！”
課后，北京中學(xué)學(xué)生徐一航告訴記者，很高興自己能運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)幫助“太空教師”解決水油分離的問題。“這次與航天員的交流令我非常難忘，也點(diǎn)燃了我的科學(xué)夢(mèng)想。我為中國航天的發(fā)展無比驕傲和自豪！”徐一航動(dòng)情地說。
星空浩瀚無比，探索永無止境。正如航天員們的祝福，飛天夢(mèng)與科學(xué)夢(mèng)將引領(lǐng)著更多青少年的夢(mèng)想，激勵(lì)他們探索未知，種下科學(xué)思維的種子、生根發(fā)芽……
《光明日?qǐng)?bào)》（ 2022年03月24日 08版）
