12月9日15时40分,“天宫课堂”第一课正式开讲,中国空间站首次进行太空授课活动,这也是时隔8年之后,中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科

  • 发布于:2025-04-15 00:37:22
  • 来源:24直播网
     看完“天宫课堂”,是不是还不过瘾?扬子晚报记者特邀南京航空航天大学闻新教授和李晋斌教授等专家,带领意犹未尽的读者们继续“星际探索”。   扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子   航天员“迅速瘦身”了?   在神十三乘组刚刚入驻空间站的一段时间,细心的读者发现,航天员们似乎“胖了”。而在9日的“天宫课堂”中,航天员们好像又迅速“瘦了身”。闻新教授介绍,这不是“胖”,只是“太空月亮脸”。“人在失重的状态下和在地面时的身体状况是不一样的。”在刚进人太空的几个小时内,会出现“月亮脸”的症状。由于缺乏重力,身体内的大量血液会涌入头部。这种失重状态下的血液上涌,会引起头部血压变大,让人头昏脑涨。在太空里的前几天,脸部会变得十分臃肿,直到身体适应了太空里的微重力环境。一般经过4天后,脸部就会恢复正常。   A   解读“太空实验”   失重环境里,细胞照样“活得好着呢”   太空里,细胞为啥会跳动,还能一闪一闪?航天员叶光富演示的细胞运动画面,让不少观众觉得神奇。在太空中,细胞照样“活得好着呢”!闻新教授介绍,在空间站进行细胞观察,是太空实验的重要任务之一。空间站有一套新鲜食品“生产线”,为了满足植物生长过程中所需要的光照条件,它采用红、蓝、绿三色 LED光线照射植物。植物生长在含有介质和肥料的培养袋上,袋子表层有毛细管作用,使肥料营养能进入植物体内。   飘浮状态下,想要不靠外力移动,难!   “天宫课堂”里,叶光富在王亚平的指挥下演示了太空中的“转身”动作,之后叶光富迅速将自己卡进了扶手里。闻新教授介绍,“奋进号”航天飞机上的航天员曾做过一个测试,无论航天员南希·柯里怎样奋力运动身体或拍动手臂,都如同卡在半空中一样,无法到达别处。“这是由于航天员在飘浮状态下,通过摆动身体与空气相互作用产生的力过小,还不足以实现移动,所以利用扶手的反作用力移动是比较容易的方法。   太空中重力消失,浮力也跟着不见了   王亚平在演示中将一个乒乓球放入了水中,然而,乒乓球并没有浮起来。在太空中,浮力消失,乒乓球也“沉”在了水里。太空中为何浮力会消失?南京航空航天大学理学院李晋斌教授科普道,浮力产生的根本原因是液体在物体上下表面产生的压强差。而液体的压强是在重力的作用下产生的。在中学课本中,我们学到液体中某一点压强p=ρgh,到了太空重力消失,也就说g=0,液体压强也跟着消失,从而浮力不见了。   纸花会开,是因为“水膜张力”   当王亚平将一个花朵折纸放在水膜上,令人惊讶的现象出现了——花朵在水膜上慢慢地“开放”了。李晋斌科普道,水膜张力实验本质原因是液体的表面张力,由于分子间作用,液体会产生使表面尽可能缩小的力,这个力称为“表面张力”。水黾等昆虫能站在水面也是由于表面张力的作用。在地球上,液膜的表面张力很小,只有加入肥皂水等活性剂才能增强水的表面张力,在阳光下形成五彩斑斓的肥皂泡。   气泡让水球变成“透镜组合”   水球里看到的人像,为啥一正一倒呀?李晋斌教授介绍,水球光学实验的“秘诀”是水球中的气泡。航天员往水球中打入一个气泡后,因为浮力和重力的消失,气泡不会向上飘,而是老老实实待在水球中,水球因此被气泡变为两部分,中间是打入的空气,气泡周围是水,“整个水球变成了两个透镜,外圈成为一个凸透镜,呈现出一个倒立的像,内圈相当于变成两个凹透镜的组合,又出现了一个正立的像。”   浮力的消失诞生了“太空欢乐球”   泡腾片在水中产生的气泡,为啥就是“冲”不出水球?李晋斌教授表示,这还是因为太空中浮力消失的原因。李晋斌说,“浮力消失”“水膜张力”“水球光学”“泡腾片”这四个实验都会与水有关,首先因为水是航天员在太空的生命保障,拿水当试验材料,容易获得;其次,水也是生活中经常接触的,通过对水的探究能产生强烈的“天”“地”对比,让听课者印象深刻;通过水的多次使用,体现了课程的连贯性。   B   揭秘“在轨生活”   航天员“站着”也能睡   王亚平在直播中展示了自己的睡眠区。闻新教授告诉记者,由于失重环境的影响,在太空里航天员站着和躺着是没有区别的,睡觉时也不需要保持躺下来的姿势。他们只需钻进睡袋里,拉上拉链就可以美美地睡上一觉。睡袋可通过钩子与束缚带子固定在舱壁上,防止熟睡时航天员飘来飘去。为节省空间,睡袋可以在平时卷起,睡觉时才放开。   此外,空间站里的起床铃声每天都不一样,通常是由航天员或亲朋好友点播的,这样可以帮助航天员保持乐观心态。   每天都要骑“太空脚踏车”   长期处于太空失重环境中,人的身体会产生肌肉萎缩、骨质流失等现象,这主要是由于血液向头部转移造成的。因此为了保持形体与身体健康,每天适当的锻炼对航天员来说是有必要的。闻新教授介绍了太空锻炼的方法,“太空中的脚踏车是没有座位的,脚踏车锻炼的负荷可以设置,在负荷最重的情况下,航天员锻炼两分钟就感到犹如已经爬了一座小山。”航天员还可以在跑步机上跑步,但要先将自己绑在跑步机上,否则就会跑着跑着飞起来,通常要求每天跑4至5千米。   热饭用上了微波炉   航天员在太空中的饮食要保证营养均衡,除了提供能量以外,还必须补充已知的钙质损失,以及因失重造成的血细胞和肌肉组织损耗。空间站中的多数食物被存于“牙膏管”中,航天员吃的时候需要一点点挤到口中,这样的设计在失重环境下十分方便。   近年来,随着航空科学技术的发展,太空饮食也更加丰富。除了这种膏体食物,还包括一些脱水食物、低温或冷冻的自然形态食物、包装和罐头类储藏食物等等。微波炉与电磁炉等的发明更是为航天员加热食物提供便利。   C   3问“太空网课”   与8年前相比 这次的“太空授课”有何变化?   太空授课的完成,天地互动的实现,背后是我国中继卫星的支持,它可以让“太空网课”不卡顿。闻新教授表示,空间站环绕地球时经过每一地区上空时间都不会太长,数据传输环境是实时变化的,而数据传输量又很大。因此既需要长距离移动无线通信,也需要短距离移动无线通信,这样才能把空间站和地面通信系统连接起来。在空间站的航天员,也是靠着这一系统与地面上的家人和科研人员互动。在空间站经过所在国家上空时可以直接与之通信,不在所在国家上空时可以通过中继通信卫星转发。   太空实验   为何更倾向于物理“选题”   不少读者看完太空授课可能会有疑惑,物理、化学和生物实验都可以在太空进行,为什么太空实验会更加倾向于物理实验?全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,太空授课的“选题”条件是实验所需的材料和设备必须安全可靠、质量小、体积小、功耗小、对航天员健康无影响、不会污染座舱环境等;当然,也要考虑创意新颖、简单可行、不需花费航天员很多时间等因素。“航天员在太空中其实还做过昆虫实验。”闻新教授补充,许多带有翅膀的昆虫经常被航天员带入太空,“飞蛾就是其中的佼佼者,它成功地适应了失重状态,能够毫不费力地从一个地方飘浮到另一个地方。”   我们为什么   要坚持在太空中做实验   空间站寿命长、空间大的特点也为建立未来的空间工厂打下了坚实的基础,材料加工与生产是空间站的一个重要应用。例如,航天员利用太空微重力、高真空、高洁净等环境条件,可以进行高纯度药品的空间生产,提炼无缺陷晶体和制造无泡沫合金等。此外,中国航天员的太空实验还注意到了对比性。2013年王亚平在神舟十号上的太空授课中已做过“水膜张力”实验,在中国空间站再做一次,可以清晰地看到两者的不同。

12月9日15时40分,“天宫课堂”第一课正式开讲,中国空间站首次进行太空授课活动,这也是时隔8年之后,中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科普课,并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。

12月9日15时40分,“天宫课堂”第一课正式开讲,中国空间站首次进行太空授课活动,这也是时隔8年之后,中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科普课,并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。

相关阅读: