毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、水球變“懶”實(shí)驗(yàn)、太空趣味飲水、會調(diào)頭的扳手……3名“太空教師”以天地互動的形式演示了“神奇”的實(shí)驗(yàn)，還介紹與展示了問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的空間科學(xué)設(shè)施。這場精彩紛呈的太空授課，讓科學(xué)的種子在億萬青少年的心中結(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，永無止境?！贝笃聊簧?，3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？”神舟十四號任務(wù)乘組指令長陳冬笑著帶大家參觀起了這次的“新教室”——問天實(shí)驗(yàn)艙。睡眠區(qū)、生活區(qū)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜……作為我國空間站首個實(shí)驗(yàn)艙段，問天實(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。

“請同學(xué)們跟隨我一起向前飛?！痹诮榻B生活區(qū)后，航天員劉洋將大家?guī)У搅藙又参锏摹疤章灭^”前，說是“太空旅館”，其實(shí)是由一個個像小房間的模塊組成的生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜，每個小房間對應(yīng)著不同的研究對象，“這個實(shí)驗(yàn)柜的成果可以幫助我們未來在月球乃至火星實(shí)現(xiàn)長期生活。”

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實(shí)驗(yàn)——毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，只見他拿出三根粗細(xì)不一的管子，將其同時放在黃色水中，只見管內(nèi)液面不斷上升直至頂部?！霸谔沼捎跊]有重力的束縛，液體的表面張力會驅(qū)動液面不斷上升?！标惗忉屨f。

看似簡單的實(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)。

“說到燃料管理，如果我們的燃料來回振蕩，產(chǎn)生的沖擊力容易造成危險。如何減少振動帶來的沖擊呢？”鏡頭一轉(zhuǎn)，一顆紫色的水球立在大家的眼前，劉洋將一個空的注射器對水球快速噴出空氣，水球劇烈振動。隨即，她向水球內(nèi)加入了一個空心鋼球，只見鋼球并沒有穿透水球，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，水球的振動幅度明顯變小了，好像變“懶”了一樣，令現(xiàn)場同學(xué)們嘖嘖稱奇。

平時在地面，人們普遍使用的是較短的吸管，若是吸管太長，就需要比較費(fèi)力才能喝到水。“講到現(xiàn)在，我覺得有些口渴了?！眲⒀箅S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，只見小扳手自己開始了“翻身”，一會兒頭朝上，一會兒頭朝下，另一個小扳手也“頑皮”地時而左轉(zhuǎn)時而右轉(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，“這個現(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？就是長期微重力。”中國航天員科研訓(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)們對日常現(xiàn)象的思考，燃起對科學(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！”說到植物，陳冬興致盎然地與同學(xué)們分享了擬南芥的生長狀態(tài)，并戴上空間站首個混合現(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。

透過鏡頭畫面，同學(xué)們以陳冬的視角看到了6個種植孔里不同狀態(tài)的擬南芥，有的已經(jīng)開花了?！伴_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‘房間’了嗎？”劉洋笑瞇瞇地將經(jīng)過70多天生長的水稻從柜中取出，黃色的水稻植株長勢喜人。在實(shí)驗(yàn)過程中，他們還發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象——剛萌發(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，說不定在不久的將來，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?！标惗难劾锍錆M了希冀。

天地互動精彩延續(xù)

精彩的課堂時間過得飛快，課后的天地互動環(huán)節(jié)依舊精彩紛呈。

“太空中沒有上下左右，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？”面對這個有趣的提問，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)時就會向含有水的土壤生長。

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

“太空中的生長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？” …………

 隨著互動的不斷深入，同學(xué)們的提問熱情高漲。

“在太空中種植，植物能接受充足的光照嗎？這個照明是艙內(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)生提問后，陳冬笑著感嘆“已經(jīng)好久沒有曬過太陽了”。劉洋則為這位同學(xué)解答了疑惑：“問天艙的植物是在實(shí)驗(yàn)柜里培養(yǎng)的，無法接受太陽光照射。不過實(shí)驗(yàn)柜里配置了人工光源，通過調(diào)控光源的強(qiáng)度和光譜，可以為植物提供充足的光照，滿足生長發(fā)育要求?！?

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

“在太空沒有重力和氣流的影響，另外空間站里還有非常多設(shè)備來保障它穩(wěn)定運(yùn)行，所以我們的‘太空家園’非常平穩(wěn)，一點(diǎn)顛簸的感覺也沒有?！标惗f，由于每個航天器都有獨(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際同行們，在國際空間站中飛行，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意：“當(dāng)進(jìn)入陽照期，也就是地球有太陽照射的時候，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，還能看見大氣層中飄浮的片片云彩?！?

而在現(xiàn)場，也有同學(xué)提問如何成為一名合格的航天員。陳冬鼓勵同學(xué)們“堅(jiān)定理想，認(rèn)真學(xué)習(xí)，好好鍛煉身體”，“我們在空間站等你來出差”。

到了分別的時刻，3名航天員依次寄語——

陳冬說：“不久后我們的夢天實(shí)驗(yàn)艙就要發(fā)射入軌，到時我們將見證中國空間站全面建成的歷史時刻，非常期待同學(xué)們在未來可以把我們的太空家園建設(shè)得更好?！?

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

“同學(xué)們，我們有幸生活在這樣一個偉大的時代，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?！眲⒀笮τ卣f。

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

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)的張孫文洋對植物生長研究項(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)”。對科研十分感興趣的中國科學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校學(xué)生張?jiān)S浩說：“非常振奮，我要腳踏實(shí)地學(xué)好知識，希望以后能為中國空間站貢獻(xiàn)自己的力量！”

《光明日報》（ 2022年10月13日 04版）

編輯：月兒