科普課堂活動(dòng)方案;社區(qū)青少年科普活動(dòng)方案
“同學(xué)們，你們知道世界上最冷的地方在哪里嗎？就在我頭頂。”屏幕上，航天員桂海潮指著中國(guó)空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜介紹說(shuō)，“它可以制備出地面無(wú)法實(shí)現(xiàn)、溫度接近絕對(duì)零度的超低溫物質(zhì)，這種物質(zhì)的原子會(huì)呈現(xiàn)特殊狀態(tài)，會(huì)顯現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的宏觀量子現(xiàn)象，可以幫助我們探索量子力學(xué)的奇異事件。”
9月21日15時(shí)48分，“天宮課堂”第四課在中國(guó)空間站開(kāi)講，神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來(lái)一場(chǎng)精彩的太空科普課，這也是“天宮課堂”首次在夢(mèng)天艙內(nèi)舉行。來(lái)自北京、內(nèi)蒙古阿拉善盟、陜西延安、安徽桐城及浙江寧波5個(gè)地面課堂的約2800名學(xué)生代表參加了現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)。
航天員吞掉“比賽用球”
在結(jié)束對(duì)夢(mèng)天艙的介紹后，桂海潮在艙內(nèi)點(diǎn)燃了一根蠟燭。與地面上的燭火對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，太空里的火苗近似球形，顏色偏藍(lán)。
桂海潮說(shuō)，在地面，火焰燃燒后熱氣上升、冷氣下降，形成浮力對(duì)流，因此蠟燭的火焰呈錐形。而在空間站，微重力環(huán)境幾乎消除了浮力對(duì)流，燃燒后的氣體向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相同。
中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員張璐對(duì)此解釋說(shuō)，太空里氣體對(duì)流現(xiàn)象減弱，火焰燃燒時(shí)，獲取氧氣等助燃劑的過(guò)程是以擴(kuò)散為主，獲取得非常均勻，速度比較緩慢，當(dāng)燃燒穩(wěn)定后，整體呈現(xiàn)出的就是燃燒非常充分的藍(lán)色狀態(tài)。
展示了火，航天員又玩起了水。他們擠出一個(gè)水球，打算來(lái)一場(chǎng)“太空乒乓球賽”。水球飄到乒乓球拍上，“啪”的一聲黏住了，但用干毛巾裹住球拍，卻能把水球彈開(kāi)。于是朱楊柱、桂海潮各持一拍，你來(lái)我往地較量起來(lái)。最后，朱楊柱還一口把“比賽用球”吞了下去。地面現(xiàn)場(chǎng)的孩子們瞪大眼、張大嘴，看得全神貫注，看到有趣的地方，一些孩子邊樂(lè)邊揮起了手中的國(guó)旗。
比賽結(jié)束，航天員沒(méi)忘記解釋原理。原來(lái)，他們的毛巾表面布滿微絨毛，其微納結(jié)構(gòu)具有良好的疏水性能。類(lèi)似工藝在我們的生活中也很常見(jiàn)，大家穿的沖鋒衣、速干衣都是如此。
陀螺是歷次“天宮課堂”中常用的道具，但這次航天員拿出的陀螺相較以往的更大一些。當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)起來(lái)后，桂海潮懸浮身體，雙手握住陀螺的中心軸，像騎自行車(chē)一樣改變其方向，身體竟也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。該實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)的是力矩與角動(dòng)量的關(guān)系。這個(gè)原理有什么用？桂海潮說(shuō)，我們的空間站就是這樣在太空中自由轉(zhuǎn)身的。有網(wǎng)友感嘆：“教授們真的想要教會(huì)我空間站工作流程。”
實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)結(jié)束后，孩子們與航天員展開(kāi)熱烈互動(dòng)。“太空中能看見(jiàn)太空垃圾嗎？”“在空間站看到的太陽(yáng)和地球上看的有什么不同？”“太空中沒(méi)有明顯參照物，怎么判斷空間站的姿態(tài)和軌道是否發(fā)生變化？”一連串問(wèn)題讓航天員連連點(diǎn)贊，直夸“既有深度更有高度”。
短短48分鐘，背后不簡(jiǎn)單
本次“天宮課堂”全程約48分鐘，背后卻不簡(jiǎn)單。
據(jù)中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心助理研究員石玉生介紹，那場(chǎng)奇妙的乒乓球比賽，其實(shí)并非最初設(shè)計(jì)方案，其中還有一段小插曲。原來(lái)，地面工作人員設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)在軌驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)效果不理想，但這難不倒有著“博士乘組”之稱(chēng)的神十六航天員。他們?cè)谲壸灾魈剿鳎糜邢薜臈l件和材料，自制了特殊球拍，并設(shè)計(jì)出最終方案。
本次活動(dòng)的直播圖像清晰、話音穩(wěn)定，但要知道，空間站在相距地面約400公里的軌道上高速運(yùn)行，大約每90分鐘繞地球一圈，如何保證“天地傳佳音”？
記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)五院了解到，研制人員在任務(wù)實(shí)施前仔細(xì)比對(duì)了前期在軌飛行數(shù)據(jù)，針對(duì)相關(guān)飛行指令和飛行狀態(tài)開(kāi)展精心設(shè)計(jì)與規(guī)劃，設(shè)計(jì)了天和核心艙和問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙兩艙中繼天線接力的數(shù)據(jù)傳輸模式，保證直播信號(hào)不間斷；設(shè)置了圖像和話音設(shè)備的工作狀態(tài)，保證圖像話音的清晰穩(wěn)定；設(shè)置了整站網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定。所有人員大力協(xié)同，精心參與到任務(wù)的方方面面。
“天宮課堂”由中國(guó)載人航天工程辦公室聯(lián)合教育部、科技部、中國(guó)科協(xié)、中央廣播電視總臺(tái)共同主辦，載人航天工程相關(guān)參研參試單位提供支持。在空間站應(yīng)用與發(fā)展階段，該活動(dòng)還將持續(xù)開(kāi)展。中國(guó)載人航天工程辦公室將繼續(xù)廣泛征集關(guān)于“天宮課堂”的創(chuàng)意和建議。
（科技日?qǐng)?bào)）
