中國載人航天工程辦公室2日透露，為發(fā)揮中國空間站的綜合效益，中國首個太空科普教育品牌“天宮課堂”即將正式推出，中國空間站首次太空授課活動將于近日面向全球進(jìn)行直播。
空間站作為國家太空實(shí)驗(yàn)室，也是重要的太空科普教育基地，蘊(yùn)含著得天獨(dú)厚的豐富教育資源，對激發(fā)社會大眾特別是青少年弘揚(yáng)科學(xué)精神、熱愛航天事業(yè)具有特殊優(yōu)勢。2013年6月20日，航天員王亞平在聶海勝、張曉光協(xié)助下進(jìn)行首次太空授課，全國6000余萬名中小學(xué)生觀看授課直播，產(chǎn)生巨大社會反響，在一代人心中播下追逐航天夢想的種子。神舟十三號航天員乘組進(jìn)駐空間站組合體后，社會公眾特別是青少年對中國航天員再次進(jìn)行太空授課充滿了期待。
“天宮課堂”將結(jié)合載人飛行任務(wù)，貫穿中國空間站建造和在軌運(yùn)營系列化推出，授課將由中國航天員擔(dān)任“太空教師”，以青少年為主要對象，采取天地協(xié)同互動方式開展。
這不是第一次中國航天員在太空授課。早在2013年，天宮一號艙內(nèi)，神舟十號的三名航天員為全國青少年進(jìn)行了我國首次太空授課，由我國首位“太空教師”王亞平主講，聶海勝配合，張曉光擔(dān)任攝像師。
我們共同來回顧一下
2013年6月20日上午10點(diǎn)，在距離地球300多公里之外的天宮一號艙內(nèi)，神舟十號的三名航天員為全國青少年進(jìn)行了我國首次太空授課，由我國首位“太空教師”王亞平主講，聶海勝配合，張曉光擔(dān)任攝像師。
中國的“太空第一課”
在兩位“助教”的協(xié)同下，王老師向地面課堂演示了5個基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，展示了失重環(huán)境下物體運(yùn)動特性、液體表面張力特性等物理現(xiàn)象。
物體質(zhì)量測量
質(zhì)量測試演示
天宮一號的艙壁上有一個支架形狀的裝置，即質(zhì)量測量儀。聶海勝將自己固定在支架一端，王亞平輕輕拉開支架，再一放手，支架便在彈簧的作用下回復(fù)原位，裝置上的LED屏上就能顯示出聶海勝的體重?cái)?shù)。
王亞平
質(zhì)量測量儀應(yīng)用的物理學(xué)原理是牛頓第二運(yùn)動定律：F(力)=m(質(zhì)量)×a(加速度)。質(zhì)量測量儀上的彈簧凸輪機(jī)構(gòu)能夠產(chǎn)生一個恒定的力F，再通過光柵測速裝置測量出支架復(fù)位的速度v和時間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)了。
單擺運(yùn)動
單擺運(yùn)動演示
把T型支架上拴著的黃色小鋼球輕輕拉升到一定位置后放手，小球并沒有出現(xiàn)地面上常見的往復(fù)擺動，而是停在了半空中，但若用手指沿切線方向輕推，小球就會繞支架的軸心做圓周運(yùn)動。
王亞平
在太空中，小球處于失重環(huán)境狀態(tài)，不能像地面一樣做往復(fù)擺動，所以把小球任意放到一位置，小球都會靜止不動。但當(dāng)稍稍給它一個初速度時，小球就會圍繞著擺軸做圓周運(yùn)動了。
陀螺運(yùn)動
陀螺運(yùn)動演示
把一個陀螺靜止懸放在空中，用手輕推陀螺頂部，陀螺會翻滾著飛向遠(yuǎn)處。但當(dāng)把陀螺先旋轉(zhuǎn)起來，再給它一個干擾力時，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
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)地測量航天器的飛行姿態(tài)。
水膜實(shí)驗(yàn)
水膜制作演示
把一個金屬圈輕輕地放入水袋，再慢慢抽出，這時在金屬圈上形成一個大大的水膜。這是因?yàn)樵谔帐е貭顟B(tài)下，突顯出了液體的表面張力特性，所以普通水也能夠輕松地形成漂亮的水膜。王亞平還往水膜表面貼上了一片畫有中國結(jié)圖案的塑料片，水膜依然完好。
粘貼了中國結(jié)塑料片的水膜依然完好無損
王亞平
如果詩仙李白在天宮里生活，大概就寫不出“飛流直下三千尺”的名句了，因?yàn)椋е丨h(huán)境下水不可能飛流直下。
水球?qū)嶒?yàn)
水球制作演示
將飲水袋中的水慢慢注入到水膜上，水膜竟變成了一個亮晶晶的大水球，水球中間還有一串珍珠般的小氣泡。為了驗(yàn)證注入空氣是否能真正形成氣泡，聶海勝用注射器抽出先前形成的小氣泡，王亞平再把氣體重新注入到水球里，空氣在水球內(nèi)部形成一個大氣泡并靜止不動。而在水球另一側(cè)繼續(xù)注入空氣時，又形成另一個氣泡，且兩個氣泡并沒有融合到一起，彼此獨(dú)立存在。接著，王亞平還將紅色液體注入到水球，使晶瑩透亮的水球變成了粉紅色。
美麗的粉紅色的水球
王亞平
你們看這個水球像不像一個透鏡?透過它，你們還可以看到我的倒影呢!
此外，通過視頻通話形式，三位航天員還與地面師生進(jìn)行了“天地問答”，聶海勝還表演了“懸空打坐”來展現(xiàn)失重環(huán)境的奇妙。
聶海勝表演“懸空打坐”
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大家希望在這次的課堂上
看到哪些內(nèi)容呢?
