“天宫课堂”首次在问天实验舱开课
2022-10-12 青年

青年报·青春上海记者 刘春霞

什么是毛细效应实验?水球怎么会变懒了,是形状、流动姿态还是速度有变化了吗?太空中怎么饮水?10月12日下午,广大学生翘首以盼的“天宫课堂”第三课开讲,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲在太空面向青少年进行了授课,并与地面课堂进行了互动交流。值得一提的是,前两次“天宫课堂”,神舟十三号的航天员都是在天和核心舱内授课,而此次“天宫课堂”,神舟十四号航天员首次在“新教室”问天实验舱开讲。

  == 问天实验舱作为“新教室”亮相 ==  

今年7月24日,问天实验舱搭乘长征五号B遥三运载火箭,在文昌航天发射场发射升空,7月25日成功与天和核心舱交会对接。问天实验舱是中国空间站的第一个实验舱段,此次“天宫课堂”第三课,问天实验舱也作为“新教室”亮相。

课堂上,陈冬、刘洋两位航天员老师首先带领大家“探秘”了“新教室”。陈冬老师介绍说,问天实验舱具有完整的环控生保系统和基本生活设施,睡眠区可以为将来乘组在轨轮换提供保障。有趣的是,问天实验舱睡眠区的方向和核心舱是不同的,核心舱是横向的,问天实验舱则是纵向的,“在地面是没办法这样睡觉的,但是在微重力环境下,在任意方向睡眠的感觉都是一样的,所以可以根据设计需要来安排睡眠区方向。”

复兴东路第三小学学生收看“天宫课堂”

作为我国空间站的首个实验舱,问天实验舱拥有强大的空间科学实验能力。课堂上,航天员老师给大家介绍了问天实验舱内的各种科学实验设施。比如,科学手套箱为航天员提供了一个密闭洁净的操作空间,让航天员的实验更加便捷可控,未来航天员还要在这里安装一台灵巧机械臂和一套显微操作系统,在它们的共同配合下,就可以给细胞做手术、穿刺,它的操作精度可以达到5微米。

生命生态实验柜相当于动植物的太空旅馆,研究成果可以帮助我们未来在月球乃至火星实现长期生活。生物技术实验柜主要是以细胞组织、蛋白质等生物样品为对象进行研究的科研设备,里面配置了各种先进的细胞培养和检测仪器,相当于一个小型的太空生物实验室。而变重力实验柜则能够为科学实验提供高精度模拟重力环境,可以开展包括生命、流体、燃烧等多项科学实验。

  == 多个趣味实验再次展现太空“魅力” ==  

此次“天宫课堂”,三位航天员老师又给学生们展示了多个有趣的实验。在毛细效应实验中,陈冬老师将三根粗细不同的塑料管同时放入装满水的培养皿,只见三根管子的水最终都上升到了管顶,而地面上则不会出现这一情况。“这是因为在太空中没有重力的束缚,表面张力作用更加明显,会驱动液面不断上升,最终都会上升到管顶。”

在水球变“懒”实验中,刘洋老师演示了水球是如何变“懒”的:用注射器喷出空气快速冲击水球,水球震动比较激烈,但在水球内加入一个空心钢球后,再以同样的力度冲击它,震动就变小了,就像水球变“懒”了一样。“这个实验告诉我们,小球的加入使流体的震动发生了一定的变化。”刘洋老师让同学们思考原因,并寻找生活中类似的应用。

武宁路小学学生观看“天宫课堂”

在地面喝饮料时,吸管往往是比较短的,如果用太长的吸管,喝起来就会很费力。如果用一根长达两米的饮水管,能喝到水吗?刘洋通过演示告诉大家,在太空中,用两米的饮水管喝水很轻松,“空间站是微重力环境,仅仅依靠吮吸的力量,就能喝到两米外饮水袋中的饮料。”

在会调头的扳手实验中,陈冬老师通过演示两个扳手的旋转现象,让大家直观感受了微重力环境下物理的奇妙之处:小T字扳手旋转时可以反复自己翻身,大T字扳手旋转时也是来回变换,它们的旋转姿态不同,却都很“顽皮”。陈冬老师告诉大家,在太空中,不同的旋转方式,扳手的旋转姿态也有所不同,“这个现象在地面不太容易看到,但在太空中是小菜一碟。”

课堂上,三位航天员老师还着重介绍了空间站里的植物生长研究项目,除了生菜,航天员还种植了小麦、水稻、拟南芥等植物,其中水稻实验将实现种子到种子全寿命周期培养。

  == 在“天宫课堂”感知科学奥秘爱上太空 ==  

此次“天宫课堂”继续受到了广大中小学生的欢迎,在上海,很多学生都第一时间收看了直播,在航天员老师的带领下,见识了各种奇妙的太空实验,感知了科学的奥秘。

在黄浦区复兴东路第三小学,“天宫课堂”开讲前,红领巾火箭协会的同学们就进行了毛细效果实验,他们急切地想知道太空实验会有什么不同。因为这次实验项目好多与水有关,不少同学还带着学校的吉祥物小水滴乐乐一起观看实验。“我想探索太空的水资源”,“我带着小水滴乐乐到太空遨游”,看一看直播、做一做实验、填一填实验单、议一议收获、说一说梦想,“天宫课堂”让孩子们的探究有滋有味。

报童小学学生观看“天宫课堂”

普陀区武宁路小学的学生们集体在教室里收看了“天宫课堂”直播。“哇,好神奇!”看到水球加入小球后果然就变“懒”了,不少同学都发出了惊叹,并在心中种下了探索的种子。

黄浦区报童小学的孩子们完成一天的学习后,也准时收看了“天宫课堂”,由此也拉开了学校2022学年“火箭伴我成长 科技点燃梦想”科技节的序幕。报童小学是全国航天科技特色校,看着航天员老师演示着一个个有趣的实验,孩子们也雀跃不已,他们有的一边好奇地观赏一边认真做着记录,有的挥舞小国旗为航天英雄摇旗助威,还有的尝试着课后开展相关的小实验。

学校老师介绍说,对于小学生来说,这些知识虽然还有些一知半解,却能从天地差异中感知宇宙的奥秘、激发他们对科学的兴趣。整个活动中,孩子们认真观看,并积极完成了学习任务单,在任务单中,他们写下了自己最感兴趣的实验和想请航天员解答的疑问,也用画笔画出了“天宫课堂”中印象最深刻的画面。

青年报·青春上海记者 刘春霞

编辑:陆天逸

来源:青春上海News—24小时青年报

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