航天员在中国空间站梦天实验舱进行太空授课

9月21日，在距离地球400公里的中国空间站，“天宫课堂”第四课正式开讲。在约48分钟的授课中，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课，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。

“天宫课堂”第四课的地面课堂共有5个，分别设置在北京、内蒙古阿拉善盟、陕西延安、安徽桐城及浙江宁波，参加者不仅有中小学生，还有大学本科生、研究生等。

“同学们好！”景海鹏、朱杨柱、桂海潮热情地和大家打招呼。担任“摄像师”的景海鹏手持录像设备，朱杨柱和桂海潮首先介绍了本次太空授课的新“教室”——梦天实验舱。

梦天实验舱集中了空间站里最多的科学实验设备，拥有13个科学实验柜的安装空间，还具备载荷自动进出舱功能。“同学们，请看，这个是抗阻锻炼装置，专用于航天员在轨做力量锻炼……”桂海潮介绍。

在梦天舱的实验载荷区域，朱杨柱说：“这里也是梦天舱的重点区域，可以开展流体物理、材料科学、燃烧科学、微重力物理科学的基础研究，同时还能探究在轨制造、新型能源推进这些工程技术领域的前沿问题。”

“同学们可能会问，要是空间站的实验柜出了问题该怎么办？科学家们考虑到了这个问题，专门设计了空间站里的‘太空维修工厂’。”桂海潮说。

授课时，航天员们用到了“炼丹炉”“摆渡车”等妙趣横生的比喻，地面课堂的学生们神情专注，格外认真。

只见地面课堂的授课老师点燃了一支蜡烛。同时，空间站内的桂海潮也点燃了朱杨柱手里的蜡烛，两支蜡烛呈现出截然不同的火焰。

“同学们可以看到，在空间站中，蜡烛的火焰近似球形。而在地面，竖直状态下，蜡烛的火焰呈锥形。”桂海潮说，“这是因为在地面上有重力作用，燃烧后的热气上升、冷气下降，形成了浮力对流，所以火焰呈锥形。而在空间站里，微重力环境几乎消除了浮力对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，因此不管蜡烛朝向哪一个方向，它的火焰都呈近似球形。此外，在空间站里，燃烧对流十分微弱，氧气的补充不如地面及时，因此蜡烛的燃烧也不如地面充分，火焰的温度也会更低一些，大家看到的蓝色火焰就是燃烧温度低的表现。”

随后，一场空间站内的“乒乓球比赛”拉开序幕。只见航天员使用普通球拍时，水球制作的“乒乓球”被牢牢粘在球拍上，但使用毛巾加工成的球拍击打水球时，水球不仅没有被吸收，反而弹开了。朱杨柱和桂海潮一来一回弹着水球，仿佛打起了真的乒乓球。

为什么毛巾可以把水球弹开呢？

朱杨柱解释道：“这是因为除了表面张力使水球不容易破裂之外，毛巾的表面还布满了疏水的微绒毛，有很好的疏水性能，大家穿的冲锋衣、速干衣都用了这种工艺。”

在“又见陀螺实验”中，当空间站里的陀螺静止没有旋转时，桂海潮把身体飘起来，手持陀螺两端，改变陀螺方向，身体没有改变；但当让陀螺自转起来时，桂海潮再次让身体飘起来，握住陀螺，改变陀螺方向，人也随之旋转。

我国空间站就是用了同样的原理在太空中“转身”。桂海潮说，同学们可以把他的身体想象成空间站，把他的两只手和手中的陀螺看作空间站上使用的一种特殊装置控制力矩陀螺。控制力矩陀螺高速自转，具有非常大的角动量。当改变控制力矩陀螺方向的时候，就可以对空间站施加很大的力矩，从而改变空间站的姿态，实现“四两拨千斤”的效果。

“航天员老师好，请问在空间站看到的太阳与地球有何不同？”“请问如何对抗失重对人体的不利影响？”……

来自各地的同学们踊跃提问，3位“太空教师”耐心解答，天地互动，气氛热烈。科学和梦想的种子悄然种下。

“这场天地互动让我非常震撼，也让我对科学知识和太空探索产生了很大兴趣。”华东师范大学宁波艺术实验学校708班学生潘蔚然说。

安徽省桐城中学高二“钱学森班”学生姚瑶说：“航天事业进步是一代代航天人敢于创新、艰苦奋斗的结果。我们要树立科学报国的志向，努力成才。”

来自北京航空航天大学宇航学院航天动力工程专业2021级的硕士研究生胡任杰说：“我的研究方向是火箭发动机技术，要夯实专业知识，不断进步，将来为探索浩瀚宇宙贡献力量。”