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  9月21日,在北京航空航天大学,学生收看“天宫课堂”第四课。“天宫课堂”第四课由神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮进行授课。新华社记者 鞠焕宗/摄

  9月21日下午,当中国空间站天和全景摄像机镜头里静谧的太空画面出现时,整个体育场里回荡起学生们的惊呼声。大家一起挺直身子望着大屏幕。

  第二声惊呼在画面切到空间站梦天舱内部时响起,航天员桂海潮朝着舱内的定向摄像机镜头飘过来,现场的学生们一起欢呼起来。

  这一幕发生在北京航空航天大学。当天15时48分,“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲,北京、内蒙古阿拉善盟、陕西延安、安徽桐城及浙江宁波设置了5个地面课堂,约2800名学生代表参加了现场活动。新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场太空科普课,这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。

  本次太空授课活动继续采取天地互动方式进行。3名航天员在轨展示介绍中国空间站梦天实验舱工作生活场景,演示球形火焰实验、奇妙“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验,并与地面课堂进行互动交流。

  “同学们,你们知道世界上最冷的地方是哪里吗?”神舟十六号航天员乘组载荷专家桂海潮抬起手,示意大家把目光投向他头顶上,“就是我头顶上的超冷原子物理实验柜。它可以制备出地面无法实现的、接近绝对零度的超低温物质,呈现出肉眼可见的宏观量子现象,可以帮助我们更好地探索量子力学”。

  从“流体物理实验柜”到“在线维修装调实验柜”……这是“天宫课堂”第四课的第一个环节,“太空教师”带领大家“云参观”梦天舱,一一展示介绍梦天实验舱的基本情况以及舱内相关设施设备。

  镜头往前移动,桂海潮来到燃烧室。今年2月,中国空间站进行了首次在轨燃烧点火实验,桂海潮介绍:“就是在我身旁的燃烧科学实验柜里进行的。这个柜子集成了燃料的供给、点火燃烧、图像测量、废气处理等全套的自动化流程。”

  一名来自北京的同学问:“微重力环境的燃烧和地面有什么不同?”

  “这个问题问得非常好。”桂海潮与地面进行科学小互动。他让地面老师同学准备一支蜡烛,与此同时他也在空间站点起了一支蜡烛。“激动人心的时刻要来了。”神舟十六号航天员乘组航天飞行工程师朱杨柱边操作边说。

  随着桂海潮和朱杨柱的操作,一团近似球形的火焰腾空而生。现场又发出一阵惊呼。

  “地面重力作用下,热空气向上流动,冷空气向下流动,形成对流,火焰呈锥形;而在微重力环境下,虽然火焰周围的空气仍然会被加热,空气不再因重力发生对流,燃烧近似各向同性。因此假如无外界干扰,可燃物燃烧形成的火焰应当成球形。”桂海潮解释道。

  关于“火”的实验结束,桂海潮与朱杨柱转而开始“水”的展示。

  随着饮水袋中的水被挤出,一个小小的水球悬浮在空中。

  “准备接球。”“好,来吧。”桂海潮和朱杨柱在梦天舱打起了“乒乓球”。随着两位航天员你来我往的“切磋”,现场响起一片笑声。

  随后桂海潮从专业角度为同学们展示又见陀螺实验。又见陀螺实验围绕广泛应用在航天器姿态控制中的陀螺力矩展开,基于“陀螺受外力矩作用而运动时,会对施力物体产生反作用力偶矩”的原理进行设计。

  运用此力矩陀螺教具,在陀螺转子高速旋转时,桂海潮握住把手并用力旋转教具,能让其自旋轴发生改变。桂海潮受到来自陀螺转子的陀螺力矩,所以身体会发生旋转,身体姿态明显改变,从而直观体现出陀螺力矩的效果和作用。

  “天宫课堂的受众已经从中小学生扩展到大学生。”北航宇航学院副教授张晓天在活动结束后表示,以往的天宫课堂主要受众群体是中小学生,但这次活动通过前期的调整和设计,将大学生也纳入其中。

  “我从屏幕上看到,桂老师在空间站里边也是非常的生龙活虎,特别高兴,就像平时在办公室、实验室里看到的一样。”张晓天笑着说。作为桂海潮的同事,他说,以前感觉航天员离自己很远,现在特别关注桂海潮在天上的生活状态、工作是否顺利等情况。

  “今天地面课堂的现场观众,不少是北航的本科生和研究生。”张晓天说,实验中陀螺实验角动量是北航飞行器设计专业学生正在进一步学习的原理。这一原理需要被实际应用,解决实践中的问题,“所以它对于航天技术的影响是非常深远的”。

  在活动最后,张晓天感慨,天宫课堂这种科普形式,既对当前在读的大学生具有直接意义,也可以激发中小学生的学习兴趣。

  正如桂海潮在授课时所说的那样,科学技术从来没有像今天这样深刻地影响着国家的前途和命运,已经拥有了自己的国家太空实验室之后,我国科研工作者有了更多“实现梦想和创造奇迹的可能”。

  “中国空间站,欢迎大家来出差!”在距离地面400公里的讲台上,桂海潮在课堂的最后说道。

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作者 绿色经济网

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