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　　10月12日下午，“天宮課堂”第三課在中國空間站問(wèn)天實(shí)驗艙開(kāi)講，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在軌介紹了問(wèn)天實(shí)驗艙基本情況和植物生長(cháng)研究項目，演示了微重力環(huán)境下毛細效應實(shí)驗、水球變“懶”實(shí)驗、太空趣味飲水、會(huì )調頭的扳手等趣味實(shí)驗。

　　這堂課有哪些亮點(diǎn)？我們一起來(lái)復盤(pán)一下吧。

　　把大型科學(xué)實(shí)驗室搬到太空

　　相比前兩次天宮課堂，本次天宮課堂“解鎖”了一個(gè)全新的太空教室——問(wèn)天實(shí)驗艙。

　　由航天科技集團五院抓總研制的問(wèn)天實(shí)驗艙是全世界現役最大單體載人航天器。它長(cháng)17.9米、直徑4.2米，約為6層樓高，是中國空間站三大艙段中的第二艙段，也是中國空間站的首個(gè)實(shí)驗艙段。

　　作為我國空間站的首個(gè)實(shí)驗艙，問(wèn)天實(shí)驗艙擁有強大的空間科學(xué)實(shí)驗能力，不僅艙內實(shí)驗能力比天和核心艙大幅提升，還能夠開(kāi)展大規模艙外實(shí)驗，就像是把一個(gè)大型科學(xué)實(shí)驗室搬到了太空。

　　“跟我一起向前飛！”通過(guò)鏡頭，神舟十四號航天員乘組帶著(zhù)孩子們參觀(guān)了問(wèn)天實(shí)驗艙，對工作生活場(chǎng)景進(jìn)行了展示，并介紹了問(wèn)天實(shí)驗艙所搭載的實(shí)驗柜等設施設備。

　　問(wèn)天實(shí)驗艙里的實(shí)驗項目以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，艙內搭載了科學(xué)手套箱、生命生態(tài)實(shí)驗柜、生物技術(shù)實(shí)驗柜和變重力實(shí)驗柜等設施設備。通過(guò)這些設備，科學(xué)家們能夠在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)等領(lǐng)域研究多種空間環(huán)境要素下的基本科學(xué)規律、機理，關(guān)注生命生長(cháng)發(fā)育和人的健康，探索人類(lèi)長(cháng)期太空生存所面臨的一系列科學(xué)問(wèn)題。

　　同時(shí)，在平臺功能的定位上，問(wèn)天實(shí)驗艙與天和核心艙互為備份，關(guān)鍵平臺功能一致，具備空間站組合體統一管理和控制能力。

　　趣味實(shí)驗揭秘太空微重力環(huán)境

　　本次天宮授課帶來(lái)的4個(gè)小實(shí)驗，展現了太空微重力環(huán)境的奇妙“超能力”。

　　首先是“毛細效應實(shí)驗”。陳冬將三根粗細不同的量管放入水中，沒(méi)過(guò)多久，水便上升到達量管頂部。他招呼學(xué)生們仔細觀(guān)察流體表面張力作用是如何大顯神威的。“沒(méi)有重力束縛，流體表面張力作用會(huì )更加明顯，驅動(dòng)液面快速上升。”

　　在北京主會(huì )場(chǎng)，不少學(xué)生告訴科技日報記者，他們對“會(huì )調頭的扳手”這個(gè)實(shí)驗印象深刻。在微重力環(huán)境下，T字扳手一會(huì )兒頭朝上，一會(huì )兒頭朝下，不停翻轉著(zhù)，十分調皮。陳冬提到，這是蘇聯(lián)航天員賈尼別科夫在空間站中偶然發(fā)現的，所以也叫賈尼別科夫效應，研究發(fā)現這個(gè)現象與扳手的旋轉方式和它質(zhì)量的分布有關(guān)系。

　　中科院空間應用工程與技術(shù)中心應用發(fā)展中心主任張偉告訴記者，賈尼別科夫效應也叫網(wǎng)球拍效應，在地面上扔一個(gè)網(wǎng)球拍，也能發(fā)現這個(gè)現象，不過(guò)并不如微重力環(huán)境中的表現明顯。他建議感興趣的孩子們通過(guò)查閱相關(guān)資料，進(jìn)一步了解實(shí)驗背后的原理。

　　航天員們還給孩子們演示了水球變“懶”實(shí)驗和太空趣味飲水實(shí)驗，展示了在微重力環(huán)境下，液體與液固混合體在相同沖擊作用下的不同振動(dòng)表現和使用超長(cháng)吸管喝水的有趣現象。同時(shí)，他們還介紹了生命生態(tài)實(shí)驗柜進(jìn)行的水稻種植和擬南芥種植研究項目，并演示了樣本采集操作。

　　多項技術(shù)保障天宮課堂順利進(jìn)行

　　太空授課面向全球進(jìn)行現場(chǎng)直播，采取天地互動(dòng)方式進(jìn)行。雖然太空教師正距地面約400公里，但在天地連線(xiàn)中，這堂課畫(huà)面圖像清晰、語(yǔ)音清脆響亮，太空教師也能清楚地看到地面課堂內孩子們的一舉一動(dòng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)課堂互動(dòng)。

　　由航天科技集團五院抓總研制的空間站系統發(fā)揮著(zhù)重要的保障作用?？臻g站上的測控與通信分系統高效助力了實(shí)時(shí)課堂互動(dòng)。測控與通信分系統配備了圖像話(huà)音的采集和通信設備，這些設備能夠采集下航天員授課的畫(huà)面和聲音，記錄課堂實(shí)況，并通過(guò)通信設備傳達到地面。

　　在約50分鐘的授課中，北京空間信息傳輸中心調用“天鏈一號”03星和“天鏈二號”01星，為中國空間站組合體提供天基測控與數據中繼服務(wù)，搭建起天地往返的“信息天路”，為太空授課的順利進(jìn)行提供了穩定可靠的數據傳輸支撐。

　　同時(shí)，載荷網(wǎng)為數據傳輸搭建起一條“高速公路”。問(wèn)天實(shí)驗艙搭載了很多實(shí)驗柜，實(shí)驗柜所采集的數據不僅量大，而且許多都需要實(shí)時(shí)傳輸。航天科技集團五院研制團隊用光纖在艙內打造了一個(gè)帶寬更大、速率更快的局域網(wǎng)，即載荷網(wǎng)。大量的實(shí)驗數據通過(guò)載荷網(wǎng)匯集到艙上的中繼天線(xiàn)終端，通過(guò)中繼衛星傳到地面，便于科研人員開(kāi)展后續研究。