毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、水球變“懶”實(shí)驗(yàn)、太空趣味飲水、會(huì)調(diào)頭的扳手……3名“太空教師”以天地互動(dòng)的形式演示了“神奇”的實(shí)驗(yàn)，還介紹與展示了問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的空間科學(xué)設(shè)施。這場(chǎng)精彩紛呈的太空授課，讓科學(xué)的種子在億萬(wàn)青少年的心中結(jié)出甜美的果實(shí)。

10月12日，學(xué)生在河南省科技館收看“天宮課堂”第三課。新華社記者 徐嘉懿攝

“天宮課堂”新教室上線

“太空探索，永無(wú)止境?！贝笃聊簧希?名航天員依次“飛”到了鏡頭前，與同學(xué)們打招呼。

“大家是不是等得有點(diǎn)著急了？”神舟十四號(hào)任務(wù)乘組指令長(zhǎng)陳冬笑著帶大家參觀起了這次的“新教室”——問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙。睡眠區(qū)、生活區(qū)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜……作為我國(guó)空間站首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙段，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙具有完整的環(huán)控生保系統(tǒng)和基本生活設(shè)施。

“請(qǐng)同學(xué)們跟隨我一起向前飛。”在介紹生活區(qū)后，航天員劉洋將大家?guī)У搅藙?dòng)植物的“太空旅館”前，說(shuō)是“太空旅館”，其實(shí)是由一個(gè)個(gè)像小房間的模塊組成的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜，每個(gè)小房間對(duì)應(yīng)著不同的研究對(duì)象，“這個(gè)實(shí)驗(yàn)柜的成果可以幫助我們未來(lái)在月球乃至火星實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期生活。”

跟隨“攝影師”蔡旭哲的鏡頭，同學(xué)們看到了科學(xué)手套箱和低溫存儲(chǔ)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜等科研設(shè)備，大飽眼福。

“神奇”實(shí)驗(yàn)輪番上演

“空間站最顯著的特點(diǎn)，就是微重力環(huán)境?！眳⒂^完“新教室”，陳冬隨即開始了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)——毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，只見(jiàn)他拿出三根粗細(xì)不一的管子，將其同時(shí)放在黃色水中，只見(jiàn)管內(nèi)液面不斷上升直至頂部?！霸谔沼捎跊](méi)有重力的束縛，液體的表面張力會(huì)驅(qū)動(dòng)液面不斷上升。”陳冬解釋說(shuō)。

看似簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，實(shí)則用途廣泛。劉洋介紹，航空器的燃料貯箱、空間熱管都利用了毛細(xì)效應(yīng)。

“說(shuō)到燃料管理，如果我們的燃料來(lái)回振蕩，產(chǎn)生的沖擊力容易造成危險(xiǎn)。如何減少振動(dòng)帶來(lái)的沖擊呢？”鏡頭一轉(zhuǎn)，一顆紫色的水球立在大家的眼前，劉洋將一個(gè)空的注射器對(duì)水球快速噴出空氣，水球劇烈振動(dòng)。隨即，她向水球內(nèi)加入了一個(gè)空心鋼球，只見(jiàn)鋼球并沒(méi)有穿透水球，仿佛有黏性一般，鋼球被穩(wěn)穩(wěn)包裹在水球內(nèi)。劉洋再次向水球發(fā)起沖擊，水球的振動(dòng)幅度明顯變小了，好像變“懶”了一樣，令現(xiàn)場(chǎng)同學(xué)們嘖嘖稱奇。

平時(shí)在地面，人們普遍使用的是較短的吸管，若是吸管太長(zhǎng)，就需要比較費(fèi)力才能喝到水?！爸v到現(xiàn)在，我覺(jué)得有些口渴了。”劉洋隨即給大家展示了一種有趣的喝水方式——在微重力環(huán)境下，她用一根長(zhǎng)達(dá)2米的吸管輕輕松松就喝到了芒果汁，真是令人大開眼界！

課堂上，“神奇”的實(shí)驗(yàn)還在輪番上演。陳冬拿出“T”字形的扳手，并將其放在空中旋轉(zhuǎn)起來(lái)，只見(jiàn)小扳手自己開始了“翻身”，一會(huì)兒頭朝上，一會(huì)兒頭朝下，另一個(gè)小扳手也“頑皮”地時(shí)而左轉(zhuǎn)時(shí)而右轉(zhuǎn)，不停地調(diào)頭。

“這是蘇聯(lián)航天員賈尼別科夫在空間站中偶然發(fā)現(xiàn)的，所以也叫賈尼別科夫效應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象與扳手的旋轉(zhuǎn)方式和它質(zhì)量的分布有關(guān)系?！标惗χf(shuō)，“這個(gè)現(xiàn)象在地面不太容易看到，但是在太空中就是小菜一碟?！?

“天地實(shí)驗(yàn)條件的最大不同是什么？就是長(zhǎng)期微重力?！敝袊?guó)航天員科研訓(xùn)練中心助理研究員石玉生告訴記者，在選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)候，天地實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象差異一定要顯著，“希望激發(fā)同學(xué)們對(duì)日?，F(xiàn)象的思考，燃起對(duì)科學(xué)研究探索的熱情，起到更好的科普效果?！?

 課堂上感受“豐收”的喜悅

“在不久前的中秋節(jié)，我們品嘗了由蔡旭哲老師親手種植的生菜，味道美極了！”說(shuō)到植物，陳冬興致盎然地與同學(xué)們分享了擬南芥的生長(zhǎng)狀態(tài)，并戴上空間站首個(gè)混合現(xiàn)實(shí)眼鏡，在科學(xué)手套箱內(nèi)開始直播擬南芥樣本的采集操作。

透過(guò)鏡頭畫面，同學(xué)們以陳冬的視角看到了6個(gè)種植孔里不同狀態(tài)的擬南芥，有的已經(jīng)開花了。“開啟拍照”“發(fā)送圖片”“顯示引導(dǎo)”……隨著陳冬一聲聲口令，眼鏡自動(dòng)完成拍照，并將其傳給地面的科學(xué)家。接著，他將樣本容器打開，剪下一部分?jǐn)M南芥放入，珍貴的樣品采集完畢。

為什么選擇擬南芥在太空進(jìn)行種植？石玉生解釋，作為“模式生物”，擬南芥就像植物中的“小白鼠”，科學(xué)家可以通過(guò)它開展很多實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論能很方便推廣到與其相似的植物上。

“在生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜里，除了住著‘小南’，還培育了水稻。同學(xué)們猜出水稻在哪個(gè)‘房間’了嗎？”劉洋笑瞇瞇地將經(jīng)過(guò)70多天生長(zhǎng)的水稻從柜中取出，黃色的水稻植株長(zhǎng)勢(shì)喜人。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇特的現(xiàn)象——?jiǎng)偯劝l(fā)的水稻葉尖上有晶瑩的小水滴，劉洋解釋，“這就是水稻的吐水現(xiàn)象，在微重力環(huán)境中更容易觀察得到。”

“非常期待能夠在空間站收獲我們自己種植的糧食，說(shuō)不定在不久的將來(lái)，在月球甚至火星，我們都能實(shí)現(xiàn)袁隆平院士的禾下乘涼夢(mèng)。”陳冬的眼里充滿了希冀。

天地互動(dòng)精彩延續(xù)

精彩的課堂時(shí)間過(guò)得飛快，課后的天地互動(dòng)環(huán)節(jié)依舊精彩紛呈。

“太空中沒(méi)有上下左右，并且感受不到重力，為什么擬南芥和水稻的根還能向下扎到土壤盒的土壤中？”面對(duì)這個(gè)有趣的提問(wèn)，劉洋解釋，這是因?yàn)橹参锊粌H具有向重性，還有向水性，土壤含有充足的水分，所以擬南芥和水稻的種子在萌發(fā)時(shí)就會(huì)向含有水的土壤生長(zhǎng)。

“生命生態(tài)柜是動(dòng)植物的‘太空旅館’，以后還會(huì)有什么樣的動(dòng)植物住在太空旅館里面呢？”

“太空中的生長(zhǎng)周期和在地球上相比有何不同？”

“地球上的機(jī)械鐘和電子鐘在太空中還能正常使用嗎？” …………

 隨著互動(dòng)的不斷深入，同學(xué)們的提問(wèn)熱情高漲。

“在太空中種植，植物能接受充足的光照嗎？這個(gè)照明是艙內(nèi)提供的燈具的照明，還是太空的自然光呢？”河南地面課堂的學(xué)生提問(wèn)后，陳冬笑著感嘆“已經(jīng)好久沒(méi)有曬過(guò)太陽(yáng)了”。劉洋則為這位同學(xué)解答了疑惑：“問(wèn)天艙的植物是在實(shí)驗(yàn)柜里培養(yǎng)的，無(wú)法接受太陽(yáng)光照射。不過(guò)實(shí)驗(yàn)柜里配置了人工光源，通過(guò)調(diào)控光源的強(qiáng)度和光譜，可以為植物提供充足的光照，滿足生長(zhǎng)發(fā)育要求?！?

“在空間站中是否會(huì)感受到顛簸，是否可以看見(jiàn)其他航天員或者衛(wèi)星呢？”

“在太空沒(méi)有重力和氣流的影響，另外空間站里還有非常多設(shè)備來(lái)保障它穩(wěn)定運(yùn)行，所以我們的‘太空家園’非常平穩(wěn)，一點(diǎn)顛簸的感覺(jué)也沒(méi)有。”陳冬說(shuō)，由于每個(gè)航天器都有獨(dú)立運(yùn)行的軌道，相互間距離非常遠(yuǎn)，所以很難用肉眼看到，“但我知道在浩瀚的宇宙中也有我們的國(guó)際同行們，在國(guó)際空間站中飛行，我們都在和平探索太空，造福人類。”

有同學(xué)好奇“在宇宙中看到的地球有幾種顏色，您看到最美的一幕是什么”，蔡旭哲回答得頗為詩(shī)意：“當(dāng)進(jìn)入陽(yáng)照期，也就是地球有太陽(yáng)照射的時(shí)候，蔚藍(lán)的海洋，黃綠相間的陸地，披著積雪的山脈和大片的黃色山坳都清晰可見(jiàn)，還能看見(jiàn)大氣層中飄浮的片片云彩。”

而在現(xiàn)場(chǎng)，也有同學(xué)提問(wèn)如何成為一名合格的航天員。陳冬鼓勵(lì)同學(xué)們“堅(jiān)定理想，認(rèn)真學(xué)習(xí)，好好鍛煉身體”，“我們?cè)诳臻g站等你來(lái)出差”。

到了分別的時(shí)刻，3名航天員依次寄語(yǔ)——

陳冬說(shuō)：“不久后我們的夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙就要發(fā)射入軌，到時(shí)我們將見(jiàn)證中國(guó)空間站全面建成的歷史時(shí)刻，非常期待同學(xué)們?cè)谖磥?lái)可以把我們的太空家園建設(shè)得更好?！?

蔡旭哲說(shuō)：“同學(xué)們，強(qiáng)盛的祖國(guó)讓我們每個(gè)人都有實(shí)現(xiàn)自己夢(mèng)想的機(jī)會(huì)，希望大家踔厲奮發(fā)，篤行不怠，勇敢追夢(mèng)，把自己的努力匯聚到實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的偉大歷程中?！?

“同學(xué)們，我們有幸生活在這樣一個(gè)偉大的時(shí)代，希望你們心懷山海，眼有星辰；仰望星空，腳踏實(shí)地，共同創(chuàng)造更加精彩的未來(lái)。”劉洋笑盈盈地說(shuō)。

“科學(xué)與太空相互碰撞，知識(shí)與奇妙完美結(jié)合，盡在天宮課堂。”陳冬說(shuō)。

趣味十足的“天宮課堂”也讓同學(xué)們收獲滿滿，喜歡種花養(yǎng)草的北京黃城根小學(xué)的張孫文洋對(duì)植物生長(zhǎng)研究項(xiàng)目印象深刻，“我真高興空間站的植物養(yǎng)得這么好，希望以后能去空間站做種植實(shí)驗(yàn)”。對(duì)科研十分感興趣的中國(guó)科學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校學(xué)生張?jiān)S浩說(shuō)：“非常振奮，我要腳踏實(shí)地學(xué)好知識(shí)，希望以后能為中國(guó)空間站貢獻(xiàn)自己的力量！”

《光明日?qǐng)?bào)》（ 2022年10月13日 04版）

編輯：月兒