侠客岛的所有谜题（侠客岛天外来课）

“现在的孩子都是听‘天上’的课吗？太高级了！”

“我以前的物理课要能这么听，也不会不及格！”

10月12日下午开讲的第3次“天宫课堂”，又让咱地球人大开眼界。上课老师是神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，课堂也更大了，在天和核心舱的基础上，新增了今年7月刚加入空间站的问天实验舱。

“天宫课堂”第三课开讲。图源：央视新闻

一

天宫课堂，其实是一场天地对话。地上有人问，天上有人答。

比如地面有学生说，自己对流体感兴趣，问航天员怎么在空间站开展流体实验研究。

陈冬回答，在空间站微重力环境下，流体流动性质与地面有很大不同，如果不加以研究，简单套用地面经验，就可能出大问题。紧接着，陈冬拿起3根粗细不同的塑料管插入水中，最细管子内的水面仿佛开了倍速，一下窜到顶端，而地面学生手持的塑料管中，液面上升相对缓慢。

陈冬进行毛细效应实验。图源：央视新闻

这么一比较，学生就明白了啥叫毛细效应原理。原来太空没有重力束缚，液体表面张力作用会更明显。

“既然说到流体，如果我们的燃料在储箱中来回振荡，怎么减少振荡带来的冲击呢？”刘洋自问自答，她掏出事先备好的水球，用注射器喷出空气，快速冲击水球，球体振动剧烈。而当向水球内丢入一颗空心钢球，再以同样力度冲击，水球振幅却明显变小。

水球变“懒”实验（图源：网络）

神奇的一幕让同样在仔细听课的网友们好奇心大涨。有人当起“助教”，说钢球和水球融为一体，重心更集中，就像给大楼增加阻尼器，振动自然减少。当然也有大开脑洞的“小机灵鬼”，说根据自己多年研究流体力学的经验，水球应该是吃饱了不爱动。让人忍俊不禁。

还有许多神奇的现象：刘洋用一根超长吸管，轻松喝到了2米开外的芒果汁；陈冬让日常“赶工”用的扳手浮在空中，随手拨弄两下，扳手就开始翻滚旋转、无休无止……

“会调头的扳手”实验（图源：央视新闻）

课堂上，航天员还集中展示了问天实验舱的工作环境：生命生态实验柜、生物技术实验柜、变重力实验柜等能给细胞做手术、穿刺，拟南芥、水稻生长实验热火朝天，航天员还在这里成功种出了生菜和小麦。有网友问：没有重力作用，植物的根为啥还能扎进土里？刘洋耐心介绍，植物不仅有向重性，还有向水性，土壤里有充足的水分，植物的根就想扎进土里。

在问天舱里生长的水稻（图源：央视新闻）

有吃又有喝，想必很多人跟岛妹一样，开始憧憬去太空度假了。

二

别看一堂天外来“课”这么轻松，背后的准备工作还挺复杂。

授课专家组透露，这项天地协作的大工程，要先由航天系统专家、高校教师、科研人员、中小学老师等设计课程内容，再让航天员反复测试实验效果，与地面专家组沟通确认。授课内容虽然只有几十分钟，备课过程可长着呢。

大家觉得新奇有趣的实验项目，也经过层层筛选：一是要考虑天地现象差异的显著性，二是科学原理要清晰，三是整体视觉效果要突出，能给学生留下“记忆点”。比如“天宫课堂”第一课的太空转身、水膜张力、泡腾片实验，第二课的太空“冰雪”实验、液桥演示实验、太空抛物实验，都兼顾了趣味性与知识性，不少网友直呼到现在都忘不了。

备课难，把太空课堂实时传回地面更难。太空无法传播图像和声音，这就需要地球人想办法。

先用图像话音采集设备采集航天员授课内容，再靠天链中继系统和中继终端产品搭建“太空天路”，让太空课堂传回地面，同时让地面学生的反应传回“天宫”。这次讲堂新增了问天舱，“太空教师”活动范围更大。为确保整堂课图像话音流畅，技术人员让一颗天链中继卫星跟踪问天舱，再派一颗卫星跟踪天和舱，在两个跟踪弧段交叠搭接处，择机进行图像话音切换。

（图源：央视新闻）

近年来，国际太空科普活动日益频繁，有用卫星连线的，有录播的，甚至有业余无线电爱好者自己搭建电台与航天员对话的，足见各国对太空教育的重视。但像中国这样正式且受众庞大的太空授课，还很少见。

2013年，航天员王亚平进行首次太空授课，直到现在，中国载人航天工程办公室还会收到当年“太空班”学员来信，不少学生由此对宇宙探索、物理学产生了浓厚兴趣。

几十分钟的天外来“课”，为青少年播下航天梦的种子。

文/点苍

编辑/九段

（文中部分资料来源：人民日报、央视新闻）

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