聚焦

　　天宮課堂三度開講 迎來全新“太空教室”

　　10月12日16時01分，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講，新晉“太空教師”劉洋用2米長的吸管成功喝到了芒果汁。這是中國航天員首次在問天實驗艙內(nei) 進行授課。中國載人航天工程辦公室供圖(視頻截屏)

　　“太空探索永無止境，同學們(men) 好！”

　　隨著熟悉的開場白傳(chuan) 來，天宮課堂第三課10月12日在中國空間站開講。神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次“飛”到鏡頭前，麵向廣大青少年進行太空授課，來自全國的中小學生共同觀看了這堂太空科普課。

　　相比前兩(liang) 次天宮課堂，此次“解鎖”了一個(ge) 全新且更加寬敞的“太空教室”——問天實驗艙。此次太空授課的第一個(ge) 環節，就是向同學們(men) 介紹全新的“教室”。

　　問天實驗艙於(yu) 7月24日發射升空，是中國空間站“天宮”的組成部分。該實驗艙由中國航天科技集團五院抓總研製，由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成，艙體(ti) 總長17.9米，直徑4.2米，約為(wei) 6層樓高，是全世界現役最大單體(ti) 載人航天器，也是中國空間站首個(ge) 實驗艙段。

　　跟隨蔡旭哲的鏡頭，首先映入眼簾的是問天實驗艙的“站立”睡眠區，艙壁上貼著蔡旭哲與(yu) 家人的合影。

　　“問天實驗艙睡眠區的方向和核心艙是不同的，核心艙是橫向的，而問天實驗艙則是縱向的，在地麵我們(men) 可沒辦法這樣睡覺；但在微重力環境下，航天員在任意方向睡眠的感覺都一樣，因此可根據設計需要來安排睡眠區方向。”劉洋說。

　　通過鏡頭，航天員對工作生活場景進行了展示，並介紹了問天實驗艙所搭載的實驗櫃等設施設備。其中，生命生態科學實驗櫃引發孩子們(men) 的關(guan) 注。

　　這個(ge) 實驗櫃就像動植物的“太空旅館”，由一個(ge) 個(ge) 像小房間一樣的模塊組成，每個(ge) 房間對應不同的研究對象，用於(yu) 探究太空中的微重力和輻射對生物個(ge) 體(ti) 生長、發育與(yu) 衰老的影響。

　　劉洋以其中的水稻為(wei) 例，經過70多天的生長，水稻已經從(cong) 飽滿的種子變成了水稻植株。不過，它們(men) 的樣子看起來“東(dong) 倒西歪”。這主要是因為(wei) 失去了重力的刺激，水稻的生長方向也變得雜亂(luan) 無章了。

　　“我們(men) 在空間站種植的水稻、小麥都展示了勃勃生機，期待在空間站收獲自己種植的稻米。或許未來在月球、火星，也能實現袁隆平院士的‘禾下乘涼夢’。”陳冬說。

　　“太空旅館”除了培育水稻，還“住著”擬南芥。陳冬利用科學手套箱為(wei) 大家展示了擬南芥剪株操作，據他介紹，“小南”非常適應太空生活，長勢很好，未來會(hui) 將這些采集到的“小南”樣品帶回地球研究。

　　陳冬說，“除了種植擬南芥和水稻，在生命生態實驗櫃下麵的‘房間’，還可以養(yang) 殖斑馬魚、線蟲等動物。”

　　鏡頭轉向生物技術實驗櫃。這個(ge) 實驗櫃相當於(yu) 太空中的一個(ge) 小型生物實驗室，陳冬介紹，它主要是以細胞、組織、蛋白質等生物樣品為(wei) 對象進行研究的科研設備，裏麵配置了各種先進的細胞培養(yang) 和檢測儀(yi) 器。

　　“它最厲害的地方是‘全自動’——航天員隻需將實驗單元裝載到實驗模塊中，啟動實驗，就可以開展細胞的增殖分化等實驗，並且可以像看電影一樣，實時觀察細胞樣品的變化過程。”陳冬說。

　　相比於(yu) 上一個(ge) “太空教室”天和核心艙，問天實驗艙擁有更大的教學空間。當天，3名“太空教師”還在這裏演示了水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、“會(hui) 調頭的扳手”等神奇現象。

　　中國航天科技集團五院空間技術實驗分係統主任設計師李喆介紹，作為(wei) 我國空間站的首個(ge) 實驗艙，問天實驗艙擁有強大的空間科學實驗能力，不僅(jin) 艙內(nei) 實驗能力比天和核心艙大幅提升，還能夠開展大規模艙外實驗。

　　“問天實驗艙裝載了8個(ge) 實驗櫃、22個(ge) 艙外載荷適配器，就像是把一個(ge) 大型科學實驗室搬到了太空。”李喆說。

　　事實上，問天實驗艙不僅(jin) 僅(jin) 是空間站上的第二個(ge) “太空教室”，也是空間站的重要保障，讓中國空間站的在軌運行風險更加可控，在軌長壽命運行更加可靠。

　　雖然“太空教師”們(men) 處於(yu) 距地麵400公裏的中國空間站，但在天地連線中，這堂課畫麵圖像清晰、語音清脆響亮，3名航天員也能清楚地看到地麵課堂內(nei) 孩子們(men) 的一舉(ju) 一動，進行實時課堂互動。李喆說，在“天”與(yu) “地”順暢連通的背後，空間站測控與(yu) 通信分係統發揮著重要的保障作用。

　　其第一個(ge) 作用，就是為(wei) 太空授課配備了圖像話音的采集和通信設備，這些設備能夠采集航天員授課的畫麵和聲音、記錄課堂實況，通過通信設備將其傳(chuan) 到地麵。第二個(ge) 作用是提供天地鏈路的保障，太空中采集到的課堂畫麵和聲音通過天鏈中繼係統和中繼終端產(chan) 品搭建起來的“太空天路”傳(chuan) 輸到地麵，地麵上拍攝到同學們(men) 的反應也能實時傳(chuan) 輸到空間站，實現雙向傳(chuan) 輸。

　　李喆介紹，實驗櫃采集到的數據不僅(jin) 數據量巨大，而且許多都需要實時傳(chuan) 輸，這就對通信傳(chuan) 輸能力提出了更高的要求。研製團隊用光纖在艙內(nei) 打造了一個(ge) 帶寬更大、速率更快的局域網，即載荷網。大量的實驗數據通過載荷網匯集到艙上的中繼天線終端，通過中繼衛星傳(chuan) 到地麵，便於(yu) 科研人員開展後續研究。

　　當前，天和核心艙和問天實驗艙處於(yu) “L”構型，在飛行姿態的約束下，此次太空授課期間的測控由兩(liang) 個(ge) 艙段接力完成，實現了“太空天路”無縫銜接。

　　測控團隊特別設計了一體(ti) 化的“數據代傳(chuan) ”的飛行程序：授課的前半段由問天實驗艙跟蹤中繼衛星，後半段由天和核心艙跟蹤另一顆中繼衛星，而在中間兩(liang) 艙同時跟蹤不同中繼衛星的階段，通過數據代傳(chuan) 讓兩(liang) 艙實現信息並網連通，完成“無縫接力”，從(cong) 而實現了連續測控，保障太空授課的順利進行。

　　“天宮課堂”授課專(zhuan) 家組成員、北京交通大學副教授陳征表示，第一次太空授課在實驗設計上更加注重趣味性，首次揭幕太空教室，主要麵向小學生等低年齡群體(ti) 。第二課在空間科學實驗內(nei) 容上有所增加，讓更多人深入了解航天員在空間站的工作。從(cong) 麵向的群體(ti) 來看，轉向初中生。第三課授課內(nei) 容更加深入、更加立體(ti) ，同學參與(yu) 程度更進一步。

　　約50分鍾的太空授課，在天地互動中很快過去，授課接近尾聲。

　　“我們(men) 在金秋十月一起度過了一段精彩時光，不久後，我們(men) 的夢天實驗艙就要發射入軌，到時我們(men) 將見證中國空間站全麵建成的曆史時刻。我們(men) 非常期待同學們(men) 在未來可以把我們(men) 的太空家園建設得更好！”陳冬說。

　　中青報·中青網記者 邱晨輝 (來源：中國青年報)