光明日報(bào)記者 章文光明日報(bào)通訊員 占康

3月23日是神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平和葉光富在軌駐留的第159天。返程在即，3名航天員在中國空間站為青少年們講授了“天宮課堂”第二課。此次的地面主課堂設(shè)在中國科技館，分課堂設(shè)在西藏拉薩和新疆烏魯木齊。當(dāng)天下午，記者走進(jìn)中國科技館，在地面主課堂同青少年們一起聆聽了這堂精彩的太空科普課。

15時44分，“天宮課堂”正式開課。

3月23日，在中國科技館地面主課堂，學(xué)生們聆聽“天宮課堂”。光明日報(bào)記者 章文攝/光明圖片

3月23日，在新疆烏魯木齊市第七十中學(xué)，學(xué)生收看“天宮課堂”第二課的同時進(jìn)行水油分離實(shí)驗(yàn)。新華社發(fā)

“太空探索永無止境，大家好，我是‘太空教師’王亞平，很開心我們又見面了，今天是我們的‘天宮課堂’第二課……”“我是指令長翟志剛，繼續(xù)擔(dān)任拍攝工作。”“我是航天員葉光富，很高興能夠再次給大家分享太空中的科學(xué)知識。”

熟悉的聲音響起，“太空教師團(tuán)隊(duì)”的身影再次出現(xiàn)在“天宮課堂”，立刻就將同學(xué)們“帶入”奇妙的太空。

鏡頭一 在中國空間站做“冰雪”實(shí)驗(yàn)

前不久，北京2022年冬奧會與冬殘奧會讓人們領(lǐng)略了冰雪運(yùn)動的魅力。“太空教師”王亞平首先展示的便是太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)。只見她拿出一個裝有過飽和乙酸鈉溶液的透明袋子，袋口連接著一根吸管。接著，她小心翼翼地從袋子里擠出溶液，經(jīng)過幾次嘗試后，在吸管口漸漸地形成一個透明液體球。“馬上就是見證奇跡的時刻了。”王亞平用提前沾了點(diǎn)結(jié)晶核的毛根輕輕碰觸球體，仿佛被施了魔法一般，透明球迅速變成了結(jié)晶球，看起來像一顆“冰球”。

“乙酸鈉溶液在溫度較高的水中溶解度非常大，很容易形成過飽和溶液，在這種溶液里，只要有一丁點(diǎn)的結(jié)晶核顆粒，就能打破它的穩(wěn)定狀態(tài)，析出大量的晶體。” 王亞平揭示了其中的奧秘，而在析出晶體時，還會釋放熱量，因此這顆“冰球”摸起來有發(fā)熱的感覺。

在空間站內(nèi)，微重力環(huán)境下液體的表面張力作用使得擠出的液體形成了飽滿均勻的液體球。為了向同學(xué)們更直觀地展示表面張力，王亞平緊接著做了第二個實(shí)驗(yàn)。只見她手里拿著兩塊塑料板，葉光富拿著裝有飲用水的袋子向兩塊塑料板的表面分別擠上一個水球。與此同時，地面主課堂的學(xué)生們也在做著一樣的實(shí)驗(yàn)。王亞平將兩個水球靠在一起直至相融后，又將它們緩緩拉開，一座奇特的液橋搭建而成。

在地面主課堂現(xiàn)場，記者觀察到，同學(xué)們手中并沒有出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征告訴記者，液橋是水在表面張力的作用下將兩個塑料板聯(lián)結(jié)起來所形成的。在空間站的微重力環(huán)境下，水有一點(diǎn)點(diǎn)的表面張力就可以形成液橋。而在地面有重力的因素，需要運(yùn)用高壓等條件才能實(shí)現(xiàn)，兩者的實(shí)驗(yàn)原理也不相同。

鏡頭二 “冰墩墩”亮相“天宮課堂”

在隨后太空中的浮力實(shí)驗(yàn)中，王亞平遇到了“難題”。在屏幕中可以看到，她拿著一個小瓶子，里面裝有兩種液體，分別是透明的水和黃色的食用油。王亞平和同學(xué)們一起將各自手中的瓶子進(jìn)行搖晃并靜置后，天地課堂出現(xiàn)了截然不同的現(xiàn)象：同學(xué)們手中瓶子里的液體漸漸形成分層，而王亞平的瓶子里水油還是混合在一起。

怎么辦？王亞平向地面課堂的同學(xué)們求助。一位同學(xué)提議，使用旋轉(zhuǎn)的方式，借助離心作用將水和油分開。“人工離心機(jī)”葉光富隨即進(jìn)行了演示，只見他將繩子系在瓶口，快速旋轉(zhuǎn)瓶子，不一會兒，瓶子里的水油混合液就分層了。

展示完太空奇妙的液體現(xiàn)象后，王亞平開始進(jìn)行最后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——太空拋物。此時，一個小巧可愛的北京2022年冬奧會吉祥物“冰墩墩”在“天宮課堂”閃亮登場。據(jù)了解，這位頂流“助教”去年就隨著神舟十三號乘組一起進(jìn)駐中國空間站。

只見王亞平用手指輕輕一推，“冰墩墩”徑直慢慢飄向不遠(yuǎn)處的葉光富。葉光富接住后，又將其推向王亞平，“冰墩墩”在兩人之間來回做著近似勻速直線運(yùn)動。

“平拋運(yùn)動指的是在不計(jì)空氣阻力的情況下，將一個物體以水平初速度拋出并受重力作用的運(yùn)動。”“天宮課堂”地面主課堂授課老師、北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)物理教師張健告訴記者，“‘冰墩墩’能在空間站里做近似勻速直線運(yùn)動，是因?yàn)樵诳臻g站微重力的環(huán)境下，物體是幾乎不受重力影響的。”

鏡頭三 “太空教具”科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜首次登場

有趣的實(shí)驗(yàn)演示完畢，中國空間站上兩個炫酷的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜——高微重力實(shí)驗(yàn)柜和無容器材料實(shí)驗(yàn)柜首次登場，通過現(xiàn)場介紹和實(shí)驗(yàn)視頻回放，“太空教師”們利用“太空教具”實(shí)驗(yàn)柜形象地展示了本次任務(wù)中的空間科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)進(jìn)展。

“科學(xué)實(shí)驗(yàn)是助力科學(xué)研究的重要手段，科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜是我們在空間站開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)施，等到問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射入軌之后，還將會增加更多的實(shí)驗(yàn)柜，開展更多領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。”中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心應(yīng)用發(fā)展中心主任張偉表示，中國空間站內(nèi)還有生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、微重力流體物理實(shí)驗(yàn)柜等十幾個科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，未來將支撐開展大規(guī)模科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

“到那時候，中外科學(xué)家都可以依托實(shí)驗(yàn)柜來開展研究，我們中國的空間站將成為一個造福全人類的太空科學(xué)平臺。”葉光富說，“同學(xué)們，我們也熱切地期待你們能提出自己的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)想，說不定下一次我們在太空中展示的就是你的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目了。”

鏡頭四 天地互動，精彩繼續(xù)

太空實(shí)驗(yàn)讓人意猶未盡，天地之間的精彩互動還在延續(xù)。

“在空間站流眼淚，是像果凍一樣在眼角拉得很長還是會蹦出來，一顆顆地飄起來？”

“空間站里看到的月亮和地球上看到的一樣嗎？”

“太空中的水能燒開嗎？”

“如何成為一名到空間站里做實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家？”

…………

在天地互動環(huán)節(jié)中，網(wǎng)友們和地面課堂的同學(xué)們拋出了許多有趣的問題，3位航天員耐心詳細(xì)作答。

王亞平與同學(xué)們分享了在空間站流淚的感受：“在空間站里飛行這么久，我們也經(jīng)歷過許多心情激動乃至熱淚盈眶的時刻。但眼淚無法像在地面時那樣自然地流下來，而是在眼眶中打轉(zhuǎn)，或者是在眼角。所以在地面上強(qiáng)忍眼淚故作堅(jiān)強(qiáng)也許很難，但是在太空中我們就很容易做到。”

葉光富更是鼓勵同學(xué)們未來到空間站上來做實(shí)驗(yàn)，也可以把自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提交到空間站，然后在地面上遠(yuǎn)程操作。他說：“同學(xué)們，你們現(xiàn)在要做的就是好好學(xué)習(xí)，鍛煉好身體，要勇敢追夢，相信未來一切皆有可能。”

很快，就到了告別的時刻，3名航天員分別向同學(xué)們送出祝福和期望——

翟志剛說：“同學(xué)們，未來屬于你們！”

“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強(qiáng)國是我們不懈追求的航天夢。希望同學(xué)們只爭朝夕，不負(fù)韶華，在追夢的道路上堅(jiān)定前行！”葉光富說。

王亞平說：“飛天夢永不失重，科學(xué)夢張力無限。期待同學(xué)們繼續(xù)努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識，提高科學(xué)素養(yǎng)，探索科學(xué)奧妙，未來的空間站將由你們來建設(shè)！”

課后，北京中學(xué)學(xué)生徐一航告訴記者，很高興自己能運(yùn)用所學(xué)的物理知識幫助“太空教師”解決水油分離的問題。“這次與航天員的交流令我非常難忘，也點(diǎn)燃了我的科學(xué)夢想。我為中國航天的發(fā)展無比驕傲和自豪！”徐一航動情地說。

星空浩瀚無比，探索永無止境。正如航天員們的祝福，飛天夢與科學(xué)夢將引領(lǐng)著更多青少年的夢想，激勵他們探索未知，種下科學(xué)思維的種子、生根發(fā)芽……

《光明日報(bào)》（ 2022年03月24日 08版）