科普課堂活動方案;社區(qū)青少年科普活動方案
“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空間站夢天實驗艙內(nèi)的超冷原子物理實驗柜介紹說，“它可以制備出地面無法實現(xiàn)、溫度接近絕對零度的超低溫物質(zhì)，這種物質(zhì)的原子會呈現(xiàn)特殊狀態(tài)，會顯現(xiàn)肉眼可見的宏觀量子現(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48分，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課，這也是“天宮課堂”首次在夢天艙內(nèi)舉行。來自北京、內(nèi)蒙古阿拉善盟、陜西延安、安徽桐城及浙江寧波5個地面課堂的約2800名學(xué)生代表參加了現(xiàn)場活動。
航天員吞掉“比賽用球”
在結(jié)束對夢天艙的介紹后，桂海潮在艙內(nèi)點燃了一根蠟燭。與地面上的燭火對比可以發(fā)現(xiàn)，太空里的火苗近似球形，顏色偏藍。
桂海潮說，在地面，火焰燃燒后熱氣上升、冷氣下降，形成浮力對流，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流，燃燒后的氣體向各個方向運動的趨勢相同。
中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員張璐對此解釋說，太空里氣體對流現(xiàn)象減弱，火焰燃燒時，獲取氧氣等助燃劑的過程是以擴散為主，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色狀態(tài)。
展示了火，航天員又玩起了水。他們擠出一個水球，打算來一場“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。于是朱楊柱、桂海潮各持一拍，你來我往地較量起來。最后，朱楊柱還一口把“比賽用球”吞了下去。地面現(xiàn)場的孩子們瞪大眼、張大嘴，看得全神貫注，看到有趣的地方，一些孩子邊樂邊揮起了手中的國旗。
比賽結(jié)束，航天員沒忘記解釋原理。原來，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。類似工藝在我們的生活中也很常見，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)起來后，桂海潮懸浮身體，雙手握住陀螺的中心軸，像騎自行車一樣改變其方向，身體竟也隨之轉(zhuǎn)動起來。該實驗展現(xiàn)的是力矩與角動量的關(guān)系。這個原理有什么用？桂海潮說，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我空間站工作流程。”
實驗環(huán)節(jié)結(jié)束后，孩子們與航天員展開熱烈互動。“太空中能看見太空垃圾嗎？”“在空間站看到的太陽和地球上看的有什么不同？”“太空中沒有明顯參照物，怎么判斷空間站的姿態(tài)和軌道是否發(fā)生變化？”一連串問題讓航天員連連點贊，直夸“既有深度更有高度”。
短短48分鐘，背后不簡單
本次“天宮課堂”全程約48分鐘，背后卻不簡單。
據(jù)中國航天員科研訓(xùn)練中心助理研究員石玉生介紹，那場奇妙的乒乓球比賽，其實并非最初設(shè)計方案，其中還有一段小插曲。原來，地面工作人員設(shè)計的實驗方案，經(jīng)在軌驗證后發(fā)現(xiàn)效果不理想，但這難不倒有著“博士乘組”之稱的神十六航天員。他們在軌自主探索，利用有限的條件和材料，自制了特殊球拍，并設(shè)計出最終方案。
本次活動的直播圖像清晰、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”？
記者從中國航天科技集團五院了解到，研制人員在任務(wù)實施前仔細比對了前期在軌飛行數(shù)據(jù)，針對相關(guān)飛行指令和飛行狀態(tài)開展精心設(shè)計與規(guī)劃，設(shè)計了天和核心艙和問天實驗艙兩艙中繼天線接力的數(shù)據(jù)傳輸模式，保證直播信號不間斷；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”由中國載人航天工程辦公室聯(lián)合教育部、科技部、中國科協(xié)、中央廣播電視總臺共同主辦，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，該活動還將持續(xù)開展。中國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。
（科技日報）
