神舟十号航天员开展太空授课 教具重达2.9公斤

  太空授课教具重达2.9公斤

  太空授课教案组金声老师介绍说,太空授课计划其实在一年前就在筹备了,本想神舟九号的时候就进行,但神九升空时间较短,而且神九的主要任务是对接任务,所以太空授课计划最终在神十实现。

  从去年9月开始,太空授课教案组就开始广泛征求各方面意见,确定实验计划。今天在天宫一号(微博)中呈现的几个实验,都是经过反复推敲、精挑细选的。“实验的选择主要考虑到科普性、可视性、教育性和可实施性四个方面。最终确定演示失重环境中的力学原理和液体表面张力。”

  金声老师说,在航天史上,太空授课此前只进行过一次,是2007年美国宇航员芭芭拉·莫根进行的,那是为了完成1986年挑战者号没有完成的计划。此次神十的太空授课是人类航天史上的第二次太空授课,也是收看人数最多的一次太空授课。

  “可以申请吉尼斯世界记录了。”金声老师说,“太空授课的科普意义非常重大。在神十这样重大的国家项目中,特意安排这样的课程,可见国家对科普教育的重视。大家都知道,要往太空带物品,不是斤斤计较,而是克克计较。但是这次为了进行太空教学,带上天宫一号的‘教具’总重量是2.9公斤。航天员的时间是分秒必争的,但太空授课时间用了整整45分钟。‘听说’和‘亲眼看见’是有很大不同的。孩子们看到失重环境中的各种奇妙现象,会对科学产生兴趣,会用新的思维方式去考虑问题。所以说,太空授课意义非凡。”金老师用十二个字总结:不一样的世界,不一样的感受。

  本报记者 李莉

  课堂感受

  “航天员真是全才”

  师大附中高一年级钱学森班的毛思锐得到了珍贵的互动机会,她提出的“太空垃圾”问题得到了航天员的解答。

  毛思锐觉得非常幸运,她说自己以前就对太空垃圾问题很关注。她曾经看过一个报道,说一个直径10厘米的太空垃圾就有可能报废一个航天器,有的太空垃圾还有放射性,所以危害很大。这次得到航天员王亚平的回答,毛思锐满脸喜悦。她说,这堂课中奇妙的内容太多,最让她感到神奇的是“水膜变成水球”,“我终于理解为什么那么多人愿意花几十万美元去太空旅行了,太空真是神奇的地方!”

  来自史家小学的四年级学生周不比说:“水膜实验太有趣了!这个实验跟魔术一样,我觉得刘谦也变不出来这样的魔术吧。”

  人大附中一名高二女生问了水的回收利用问题,她说,自己一直很关注环保,所以对水的循环利用很关心。“今天太空授课的很多原理以前也学过,但没有见过这么生动的实验。这样的机会太难得了。”

  太空授课地面课堂的主持教师,101中学的史艺老师介绍说,自己春节前就得到消息,知道有可能跟航天员合作讲课。“心情特别激动,毕竟航天员对我们来说是既神秘又神圣的。”史老师专门为授课准备了红色的正装,她七岁的儿子不太明白什么是太空授课,一直兴奋地说:“妈妈要给航天员讲课啦!”

  史老师说,与航天员的接触从3月份就开始了,老师们向航天员们介绍了学生的物理知识储备情况,但并没有对授课内容进行指导。“看到王亚平讲课那么有条理,实验安排得那么丰富,演示得那么清楚,我觉得航天员真是全才!”

  本报记者 李莉

  课外问答

  航天员太空授课,勾起了不少网友的求知欲。对于神秘的太空,网友们纷纷提出了自己的疑问。今天太空授课时,对航天员老师没有解答的问题,北京大学地球与空间科学学院教授、著名航空航天专家焦维新 (微博)给出了参考答案。

  1

  钢铁如果在太空中融化了,如果加上一些气体进行混合,会制造出像海绵一样的钢板吗?

  新材料实验一直是太空实验的重要内容,不过此次神十太空实验的项目主要是一些“无人照料实验”,如种子发芽等生物实验。至于类似融化钢铁这样的实验,是需要高温炉等设备,需要有人随时照料的实验。这类实验在未来的航天飞行中会有涉及。以后有关半导体、晶体合成以及冶金等都会成为太空实验的项目。

  2

  航天员在失重状态下怎么上厕所?小便会回收变成饮用水吗?

  从神六开始,就有太空马桶了。天宫一号上有“大便收集器”和“小便收集器”两种设备。因为生理结构不同,“小便收集器”还分男女两款。太空马桶的外形与人臀部的形状吻合,使用时密封性能很好。在太空中水是无法流动的,因此,航天器内的马桶都是抽气马桶,靠气流将大小解带走。航天员上厕所时,臀部紧对着马桶,使马桶内完全密封才能大小解。大小解后,排泄物被气流吸走,收集后处理。

  目前我国的航天器上,不会将小便处理成饮用水。但国外有些航天器上,确实会将尿液过滤净化、消毒,再转化成航天员的饮用水、生活用水和工作用水。

  3

  为什么航天员坐飞船升空时,每个人都拿了一沓纸而不是平板电脑呢?

  飞船进入外太空之后,会成为失重环境,舱内的物体会飘浮起来。之所以用纸而不是平板电脑,可能是出于安全的考虑,怕平板电脑飘起来碰伤人,对航天员的安全不利。

  4

  在太空对于时间的感觉如何?会觉得时间过得特别快吗?“天上一天,地上十年”的说法有道理吗?

  航天员在太空中度过的时间和在地球上是没有差别的。只有当飞行器速度接近光速时,时间、空间、质量等才会发生变化。现在的航天器远达不到那样的速度。

  如果说感受的时间不同,可能是指在太空上白天和黑夜的周期跟地球不一样。神十绕地球一周的轨道周期大约是90分钟,所以在24小时之内,神十航天员可以看到16次日出日落。但这并不是真正意义上的“天上一天,地上十年”。这就好像你坐飞机去美国,会有时差,但并非你比别人多过了一天时间。

  5

  天宫一号的空气质量如何?航天员是如何在其中解决氧气的?天宫一号是否可以打开通风窗户换换屋内空气?

  天宫一号飞行器全长10.4米,最大直径3.35米。在这么狭小的空间内,三名航天员要进行科学实验,还要生活起居,如果没有空气交换设备,肯定是不行的。但换气的方式并非“开窗通风”。天宫一号有一套专门的供氧设备,随时为舱内补充氧气,同时还要将舱内的有害气体吸附干净,保持空气的质量,并保证舱内压力为一个大气压。

  6

  太空中难免有太空垃圾,如果飞行器在太空中遇到太空垃圾该怎么办?

  太空中的确有垃圾,但对此也是有处理预案的。大块的太空垃圾一直都是地面的监测项目之一,每块太空垃圾都有自己的编号。对那些可能威胁飞行器的太空垃圾不仅有跟踪数据,还有理论模型。如果经过计算发现太空垃圾会与飞行器遭遇,地面控制中心会发出指令,让飞行器变轨躲避太空垃圾。

  7

  众所周知,宇宙中有大量的宇宙射线,像太阳风什么的,如果人体长期暴露在宇宙射线下的话对健康的危害很大。那么航天员们怎么解决这些问题啊?

  太空中有较强的电磁辐射,但带电粒子并不多,因为带电粒子需要有引力才能捕获,所以只存在于地球大气层。航天员在太空飞行器中不用担心电磁辐射,因为飞船本身是有屏蔽功能的。航天员出舱活动时要穿太空防护服,太空服会保护他们不受宇宙射线的伤害。

  8

  航天员在太空的作息时间是怎样的?

  神十的航天员是不需要“加班”的,他们的作息时间还是按照地球上的北京时间进行。在睡眠区会有厚帘子用来遮光、隔音,天宫一号上有音乐闹钟,航天员可以设定叫醒时间,在音乐声中起床。

  本报记者 李莉

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