6月20日上午10時(shí)許,神舟十號(hào)航天員進(jìn)行中國(guó)首次太空授課,女航天員王亞平擔(dān)任主講,成為中國(guó)首位“太空教師”.圖為王亞平做“小球?qū)嶒?yàn)”.（視頻截圖）
6月20日上午10時(shí)許,神舟十號(hào)航天員進(jìn)行中國(guó)首次太空授課,女航天員王亞平擔(dān)任主講,成為中國(guó)首位“太空教師”.圖為航天員王亞平在太空“玩陀螺”.（視頻截圖）
6月20日上午10時(shí)許,神舟十號(hào)航天員進(jìn)行中國(guó)首次太空授課,女航天員王亞平擔(dān)任主講,成為中國(guó)首位“太空教師”.圖為王亞平進(jìn)行“水膜”演示.（視頻截圖）
6月20日上午10時(shí)許,神舟十號(hào)航天員進(jìn)行中國(guó)首次太空授課,女航天員王亞平擔(dān)任主講,成為中國(guó)首位“太空教師”.圖為王亞平“玩水球”.（視頻截圖）
6月20日上午10時(shí)許,神舟十號(hào)航天員進(jìn)行中國(guó)首次太空授課,女航天員王亞平擔(dān)任主講,成為中國(guó)首位“太空教師”.圖為三名航天員向地面的同學(xué)們揮手致意.（視頻截圖）
中新網(wǎng)北京6月20日電 題：中國(guó)首次航天員太空授課活動(dòng)側(cè)記
這是中國(guó)最高的講臺(tái)——在遠(yuǎn)離地面300多千米的天宮一號(hào),神舟十號(hào)航天員聶海勝、張曉光、王亞平為全國(guó)青少年帶來(lái)神奇的太空一課.
這是中國(guó)最大的課堂——從首都北京到祖國(guó)四面八方,8萬(wàn)多所中學(xué)、數(shù)千萬(wàn)名師生通過(guò)廣播、電視和網(wǎng)絡(luò)直播,共同收聽(tīng)收看航天員太空授課,一同領(lǐng)略奇妙的太空世界.
6月20日上午,中新網(wǎng)記者來(lái)到設(shè)在中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)的太空授課地面課堂,與300余名中小學(xué)生一起,現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)航天員老師講課.
序曲：來(lái)自太空的問(wèn)候
10時(shí)許,北京市101中學(xué)物理教師史藝和人大附中物理教師宓奇登上講臺(tái).簡(jiǎn)短的開(kāi)場(chǎng)白之后,兩位老師為同學(xué)們播放了一段精心剪輯的電視短片——《航天員在太空的衣食住行》.盡管同學(xué)們?cè)缫褟目破兆x物和影視作品中了解到失重環(huán)境的奇妙,可是從大屏幕上看到神舟十號(hào)航天員像魚(yú)兒一樣自由游弋,仍不時(shí)發(fā)出陣陣低語(yǔ)和清脆的笑聲.
10時(shí)11分,北京航天飛行控制中心報(bào)告,已建立與航天員的雙向通信鏈路.神舟十號(hào)航天員的身影清晰呈現(xiàn)在大屏幕上,他們身著藍(lán)色艙內(nèi)工作服,面帶微笑向地面課堂的同學(xué)們揮手致意：“同學(xué)們,你們好!”
“我是王亞平,本次授課由我來(lái)主講.”航天員王亞平輕點(diǎn)腳尖,向天宮一號(hào)艙內(nèi)攝像機(jī)鏡頭緩緩飛來(lái).為了備好課,這位“主講”可沒(méi)少下功夫,不僅精心準(zhǔn)備了授課內(nèi)容,向?qū)I(yè)教師虛心請(qǐng)教講課技巧,還對(duì)個(gè)人形象進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)——扎起了秀氣的馬尾辮.只不過(guò),在失重環(huán)境下,精心梳理的馬尾辮變成了蓬松的“毽子”,惹得同學(xué)們笑作一團(tuán).
“大家好!我是聶海勝,擔(dān)任本次飛行任務(wù)的指令長(zhǎng).”指令長(zhǎng)屈尊當(dāng)起了“助教”,負(fù)責(zé)配合“主講”管理教具,維護(hù)課堂秩序.由于天宮一號(hào)是精密的飛行器,航天員們的授課活動(dòng)必須小心進(jìn)行,既不能動(dòng)作幅度太大、干擾到正常飛行,還要當(dāng)心漂浮的實(shí)驗(yàn)器材、液滴影響到航天器安全.
“大家好!我是張曉光,本次太空授課任務(wù),我擔(dān)任攝像師.”在失重環(huán)境下,保持自身平衡并不容易.張曉光要先用束縛帶把自己固定在艙壁上,再用手持?jǐn)z像機(jī)保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定拍攝,才能把太空授課的精彩圖像傳回地面課堂.
實(shí)驗(yàn)一：質(zhì)量測(cè)量演示——
沒(méi)有了重量,是否意味著失去質(zhì)量?
3位航天員老師“站”穩(wěn)后,先給同學(xué)們露了幾手“功夫”——“懸空打坐”、“大力神功”.在失重環(huán)境下,航天員們都成了“武林高手”,博得同學(xué)們陣陣喝彩.
航天員的表演給同學(xué)們帶來(lái)了疑問(wèn)：在地面上,人們一般用天平、臺(tái)秤、托盤(pán)秤、桿秤、彈簧秤測(cè)量物體受到的重力,從而計(jì)算物體的質(zhì)量.那么,失重環(huán)境下怎樣測(cè)質(zhì)量呢?
航天員老師用天宮一號(hào)上的質(zhì)量測(cè)量?jī)x現(xiàn)身說(shuō)法.他們從天宮一號(hào)的艙壁上打開(kāi)一個(gè)支架形狀的裝置,航天員聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開(kāi)支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復(fù)原位.裝置上的LED屏上顯示出數(shù)字：74.0,這表示聶海勝的實(shí)測(cè)質(zhì)量是74千克.
王亞平向同學(xué)們解釋道,天宮中的質(zhì)量測(cè)量?jī)x,應(yīng)用的物理學(xué)原理是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：F(力)=m(質(zhì)量)×a(加速度).質(zhì)量測(cè)量?jī)x上的彈簧能夠產(chǎn)生一個(gè)恒定的力F,同時(shí)用光柵測(cè)速裝置測(cè)量出支架復(fù)位的速度v和時(shí)間t,計(jì)算出加速度(a=v／t),就能夠計(jì)算出物體的質(zhì)量(m=F／a).
認(rèn)真的王老師還給同學(xué)們布置了一道課后思考題：除了運(yùn)用牛頓第二定律,還有什么辦法可以在失重環(huán)境下測(cè)量物體的質(zhì)量?
實(shí)驗(yàn)二：?jiǎn)螖[運(yùn)動(dòng)演示——
太空中的機(jī)械鐘表走得更準(zhǔn)還是靜止不動(dòng)?
演示完質(zhì)量測(cè)量,航天員們又取出一個(gè)物理課上常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置——單擺.
T型支架上,用細(xì)繩拴著一顆明黃色的小鋼球.王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒(méi)有出現(xiàn)地面上常見(jiàn)的往復(fù)擺動(dòng),而是停在了半空中.王亞平用手指沿切線(xiàn)方向輕推小球,奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了,小球開(kāi)始繞著T型支架的軸心做圓周運(yùn)動(dòng)——而在地面對(duì)比試驗(yàn)中,需要施加足夠的力,給小球一個(gè)較大的初速度,才能使它繞軸旋轉(zhuǎn).
太空實(shí)驗(yàn)趣味無(wú)窮,地面課堂的學(xué)生們也不失時(shí)機(jī)地向航天員提出他們關(guān)心的問(wèn)題.人大附中早培班學(xué)生徐海博舉手提問(wèn)：“航天員老師,您在太空中有沒(méi)有上下方位感?”
為了回答同學(xué)的提問(wèn),航天員王亞平在聶海勝的幫助下表演了一套“雜技”動(dòng)作,分別進(jìn)行了懸空橫臥和倒立.看到航天員老師的精彩表演,同學(xué)們興奮地鼓起掌來(lái).
實(shí)際上,航天員在太空中無(wú)所謂上和下的方位區(qū)別.不過(guò),為了便于工作生活,航天員們?yōu)樘鞂m一號(hào)人為定義了上和下,把朝向地球的一側(cè)定義為下,并專(zhuān)門(mén)在“下方”鋪設(shè)了地板.
實(shí)驗(yàn)三：陀螺演示——
高速旋轉(zhuǎn)的陀螺為什么不會(huì)倒下?
物理學(xué)原理告訴我們,高速旋轉(zhuǎn)的陀螺具有很好的定軸特性.在太空失重環(huán)境下,這一特性更加直觀地呈現(xiàn)出來(lái).
航天員王亞平取出一個(gè)紅黃相間的陀螺,把它靜止懸放在空中.用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著飛向遠(yuǎn)處.緊接著,王亞平取出一個(gè)一模一樣的陀螺,讓它旋轉(zhuǎn)起來(lái),懸浮在半空中,再用手輕輕一推,旋轉(zhuǎn)的陀螺不再翻滾,而是保持著固定的軸向,向前飛去.
王亞平介紹說(shuō),高速旋轉(zhuǎn)陀螺的定軸特性在航天領(lǐng)域用途廣泛.在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準(zhǔn)地測(cè)量航天器的飛行姿態(tài).
實(shí)驗(yàn)四：水膜演示——
天宮里有沒(méi)有“飛流直下”的瀑布?
陽(yáng)光下五彩繽紛的肥皂泡、能夠讓硬幣漂浮的山泉水,總是帶給人們很多遐想.這些都是液體表面張力在發(fā)揮著神奇作用.
只不過(guò),在地面上,液體表面張力難以抗衡地球引力的影響,只有經(jīng)過(guò)特殊處理的肥皂水、富含無(wú)機(jī)鹽的礦泉水才能表現(xiàn)出比較強(qiáng)的張力特性.但是,在太空失重環(huán)境下,液體的表面張力特性便突顯出來(lái).
王亞平拿起一個(gè)航天員飲用水袋,打開(kāi)止水夾,水并沒(méi)有傾瀉而出.輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動(dòng)水袋,水珠便懸浮在半空中,與天宮一號(hào)艙壁上鮮艷的五星紅旗圖案交相輝映,更顯得美輪美奐.
王亞平笑著說(shuō)：“如果詩(shī)仙李白在天宮里生活,大概就寫(xiě)不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因?yàn)?失重環(huán)境下水不可能飛流直下.”
接著,她把一個(gè)金屬圈插入裝滿(mǎn)飲用水的自封袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個(gè)漂亮的水膜.輕輕晃動(dòng)金屬圈,水膜也不會(huì)破裂,只是偶爾會(huì)甩出幾顆小水滴.隨后,王亞平又往水膜表面貼上了一片畫(huà)有中國(guó)結(jié)圖案的塑料片,水膜依然完好.這些在地面難得一見(jiàn)的奇特景象,引起了地面課堂同學(xué)們的連聲驚嘆.
實(shí)驗(yàn)五：水球演示——
用神奇的液體表面張力變個(gè)“魔法”
液體表面張力的威力竟如此神奇!普通的飲用水還能變成更加神奇的“魔法水球”.
王亞平用金屬圈重新做了一個(gè)水膜,然后用飲水袋慢慢地向水膜上注水,不一會(huì)兒,水膜就變成了一個(gè)亮晶晶的大水球,水球中還有一串珍珠般的小氣泡,仿佛銀河系中的繁星點(diǎn)點(diǎn).聶海勝取出一支注射器抽出水球中的氣泡,試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行.
王亞平用注射器向水球內(nèi)注入空氣,在水球內(nèi)產(chǎn)生了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球形氣泡,氣泡既沒(méi)有被擠出水球,也沒(méi)有融合到一起.
水球也沒(méi)有爆裂.
緊接著,王亞平又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴(kuò)散開(kāi)來(lái),晶瑩透亮的水球變成了粉紅色,令人嘖嘖稱(chēng)奇.