10月12日15時45分，“天(tian)宮課(ke)(ke)堂(tang)”將(jiang)再次開啟，神舟(zhou)十四號飛行(xing)乘組(zu)航(hang)天(tian)員陳(chen)冬、劉洋(yang)、蔡旭哲(zhe)將(jiang)面(mian)向(xiang)廣大(da)青少年(nian)進行(xing)太(tai)空授課(ke)(ke)。中央廣播電(dian)視(shi)總臺(tai)將(jiang)面(mian)向(xiang)全球進行(xing)現場(chang)直播。“天(tian)宮課(ke)(ke)堂(tang)”推(tui)出以來，已經成功(gong)舉行(xing)了兩次太(tai)空授課(ke)(ke)，那么“天(tian)宮課(ke)(ke)堂(tang)”到底是怎么備(bei)課(ke)(ke)的(de)？本次的(de)“天(tian)宮課(ke)(ke)堂(tang)”與以往(wang)有(you)何不同(tong)？什(shen)么樣的(de)實驗項目才能入選？不同(tong)的(de)課(ke)(ke)程設計有(you)何講究？

中國航天員邀請青少年朋友同步天地做實驗

“天宮課堂”第三課的具體課程有哪些？

本次太(tai)空(kong)授課活動將繼續(xu)采取天(tian)地(di)互動方式進行，3名航(hang)天(tian)員將在軌(gui)介紹展示中國空(kong)間(jian)站問天(tian)實(shi)驗(yan)艙工作(zuo)生(sheng)活場景，演示微重力環(huan)境下毛細效應實(shi)驗(yan)、水(shui)球(qiu)變“懶”實(shi)驗(yan)、太(tai)空(kong)趣味飲水(shui)、會(hui)調頭的扳手，以及植物生(sheng)長研究項目介紹，并與地(di)面課堂進行互動交流，旨(zhi)在傳播普及載人航(hang)天(tian)知識，激(ji)發廣大(da)青少(shao)年對(dui)科學的興趣。

“天宮課堂”推出以(yi)來，已成功舉行了兩次太空(kong)授(shou)課，取(qu)得(de)了良好的(de)社會(hui)反響。在(zai)前期開(kai)展的(de)授(shou)課內容征(zheng)集活(huo)動中(zhong)，社會(hui)各界特別是廣(guang)大青(qing)少(shao)年通過新聞媒體、“學習強(qiang)國”平臺和載人(ren)航天工程官網踴躍建言獻策，不(bu)少(shao)好的(de)創意設計(ji)脫穎(ying)而出，將在(zai)此次授(shou)課及后續活(huo)動中(zhong)陸續進行展示。

中國(guo)航天(tian)員(yuan)真誠邀請廣大青少年(nian)在地面(mian)同步(bu)嘗試開展(zhan)相關(guan)實驗(yan)，從天(tian)地差(cha)異(yi)中感知宇宙的奧(ao)秘、體驗(yan)探索(suo)的樂趣。

“天宮課堂”怎么備課？

“天宮(gong)課(ke)堂(tang)”第三課(ke)將于(yu)12日下午(wu)正(zheng)式開講，那么“天宮(gong)課(ke)堂(tang)”是如何備(bei)課(ke)的呢？

“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課堂”授課專家組(zu)成員(yuan)北京交(jiao)通大學(xue)副教授陳(chen)征：多個領域的專家參(can)與了“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課堂”備課，包括航(hang)天(tian)(tian)系統的專家、高校教師(shi)與科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)、中小(xiao)學(xue)老師(shi)等。“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課堂”開課前(qian)，航(hang)天(tian)(tian)員(yuan)需(xu)要(yao)反復測(ce)試保證實驗效果，他們把測(ce)試結(jie)果反饋(kui)給地(di)面(mian)的專家組(zu)，對內(nei)容(rong)進行反復確認(ren)和溝通。大家看到的授課內(nei)容(rong)只(zhi)有幾十分鐘，但實際上(shang)準(zhun)備過程很長(chang)。

兩艙接力本次“天宮課堂”與以往大有不同

本(ben)次(ci)中國空間站“天宮(gong)課堂”與以往(wang)大(da)有(you)不(bu)同，不(bu)光是(shi)“主講老師”由神十(shi)四航天員乘組首次(ci)擔任，授(shou)課環境也有(you)了很大(da)的變化，究竟有(you)哪些不(bu)同呢？

“天宮(gong)課堂(tang)(tang)”的“講堂(tang)(tang)”在以往天和核(he)心艙(cang)的基礎(chu)上，新增(zeng)了問天實驗艙(cang)，這樣“太空(kong)教師”的活動范圍(wei)更(geng)大了，相應(ying)在直(zhi)播(bo)當(dang)中用(yong)到的攝像機機位和保(bao)障(zhang)設備(bei)變得更(geng)多，地面調(diao)度的操作(zuo)也更(geng)加復(fu)雜。

北京(jing)航天飛行控制(zhi)中心通信調(diao)度原旭東：我們采用了(le)問天艙(cang)和天和艙(cang)兩(liang)艙(cang)切換跟(gen)蹤的(de)(de)模式，每(mei)個艙(cang)都可以下傳(chuan)(chuan)同樣的(de)(de)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)（圖像(xiang)(xiang)(xiang)），包括話音(yin)。通過兩(liang)艙(cang)的(de)(de)話音(yin)級聯、圖像(xiang)(xiang)(xiang)下傳(chuan)(chuan)，確保(bao)整個（太空授課）圖像(xiang)(xiang)(xiang)話音(yin)流(liu)暢。兩(liang)艙(cang)接力(li)過程(cheng)中，為了(le)保(bao)障授課效(xiao)果，我們也(ye)是精心設計，再結合授課腳本進行圖像(xiang)(xiang)(xiang)話音(yin)切換。

“天(tian)(tian)宮課(ke)堂”的(de)直播信號主要通過“天(tian)(tian)鏈”中(zhong)(zhong)繼衛(wei)星回傳到地面(mian)。在這次的(de)太(tai)空授課(ke)中(zhong)(zhong)，飛控(kong)團隊也(ye)首(shou)次采用(yong)了雙中(zhong)(zhong)繼衛(wei)星分別跟蹤(zong)的(de)方式(shi)，確(que)保圖像話音穩(wen)定回傳。

北京航天(tian)飛行控制中(zhong)心通信(xin)調度原旭東：一(yi)顆(ke)天(tian)鏈中(zhong)繼衛星(xing)跟蹤(zong)問(wen)(wen)天(tian)實(shi)驗艙，另外一(yi)顆(ke)中(zhong)繼衛星(xing)跟蹤(zong)天(tian)和核心艙，兩個跟蹤(zong)弧段(duan)是有(you)交疊的(de)(de)，首先問(wen)(wen)天(tian)實(shi)驗艙進行圖像話(hua)音的(de)(de)下傳，然后(hou)在中(zhong)間兩個星(xing)的(de)(de)搭接弧段(duan)，我們擇機進行圖像話(hua)音的(de)(de)切(qie)換。

為確保回傳到地(di)面的(de)(de)(de)圖像(xiang)話音(yin)穩定流暢，科技(ji)人員也制(zhi)定了周密的(de)(de)(de)方(fang)案預案，所有的(de)(de)(de)努力都是為了向廣大青少年呈現(xian)一堂精彩(cai)的(de)(de)(de)太空授課(ke)。

北(bei)京航天飛行控制中心通信系統工程師(shi)孫宇(yu)：在設備層面，圖像和(he)(he)(he)話音傳輸都(dou)采用了主備份的(de)(de)實施方案，在鏈路(lu)傳輸上(shang)也(ye)采用了專線和(he)(he)(he)聯通線路(lu)的(de)(de)雙備份方式。此外(wai)還采用央(yang)視光端機作為第(di)三(san)路(lu)由，進一步提高(gao)圖像話音質(zhi)量和(he)(he)(he)傳輸的(de)(de)可靠性。

什么樣的實驗項目才能入選天宮課堂?

中國(guo)(guo)(guo)航天(tian)(tian)員(yuan)科(ke)研訓練中心航天(tian)(tian)員(yuan)訓練教員(yuan)石玉生：我(wo)們在選擇實(shi)(shi)(shi)驗項(xiang)目(mu)的(de)時(shi)候，主(zhu)要有以下幾(ji)(ji)點考(kao)慮：第一是(shi)天(tian)(tian)地的(de)現象差異一定要顯著，第二是(shi)科(ke)學原(yuan)理要清(qing)晰，第三是(shi)整個(ge)的(de)視覺效果(guo)要好，要具有傳播性，能(neng)夠起到真(zhen)正的(de)科(ke)普效果(guo)。這次(ci)授課(ke)(ke)，相比前幾(ji)(ji)次(ci)授課(ke)(ke)有了進一步(bu)的(de)創新，首先(xian)就是(shi)航天(tian)(tian)員(yuan)老師將在全(quan)新的(de)問天(tian)(tian)實(shi)(shi)(shi)驗艙段授課(ke)(ke)，演示天(tian)(tian)地迥(jiong)異的(de)實(shi)(shi)(shi)驗現象，進一步(bu)激發同學們對于日常現象的(de)思考(kao)；同時(shi)還將首次(ci)展示空(kong)間站植物(wu)研究項(xiang)目(mu)的(de)科(ke)學實(shi)(shi)(shi)驗操作(zuo)，進一步(bu)展現我(wo)們國(guo)(guo)(guo)家的(de)空(kong)間站作(zuo)為國(guo)(guo)(guo)家太空(kong)實(shi)(shi)(shi)驗室(shi)的(de)強大科(ke)研能(neng)力。

“天宮課堂”第一課太空科普真精彩

回顧(gu)一(yi)下之前(qian)的(de)(de)兩次“天(tian)宮課(ke)堂”。去年12月9日，“天(tian)宮課(ke)堂”第一(yi)課(ke)開(kai)(kai)講，當(dang)時在軌飛行(xing)的(de)(de)神舟十三號乘組的(de)(de)翟志剛、王(wang)亞平(ping)、葉光富給廣大青(qing)少年帶(dai)來一(yi)場精彩的(de)(de)太空科普，太空轉(zhuan)身、水膜張力、泡騰片實驗等演示讓同學們大開(kai)(kai)眼界。

授課中，航天(tian)員(yuan)介紹展示了空間站工作(zuo)生活場景(jing)，演示了微重力環境下細胞學實驗(yan)、人體運動、液體表面(mian)張力等神奇現(xian)象，并講解(jie)了實驗(yan)背(bei)后的科學原理。

在不借助外力(li)的情況下(xia)，采用(yong)(yong)“游泳”的姿勢或使用(yong)(yong)吹氣的方(fang)法，都無法實(shi)現轉身(shen)自由。而當(dang)舉起手臂畫(hua)圈時，便可以(yi)緩慢(man)朝(chao)某一方(fang)向轉身(shen)。

在(zai)浮力(li)消失實驗中，航天(tian)員王亞平將乒(ping)(ping)乓球(qiu)(qiu)放入水中，用吸(xi)管將它推動到水面以下，乒(ping)(ping)乓球(qiu)(qiu)沒(mei)有像(xiang)在(zai)地球(qiu)(qiu)上(shang)一(yi)樣快速(su)浮上(shang)水面。

在水(shui)膜(mo)(mo)(mo)張(zhang)力實驗中(zhong)，王亞(ya)平(ping)制(zhi)作了一個水(shui)膜(mo)(mo)(mo)，當王亞(ya)平(ping)把美麗的紙花放在水(shui)膜(mo)(mo)(mo)上(shang)時(shi)，花朵(duo)在太空中(zhong)綻放開來。

在水(shui)球光學實(shi)驗中(zhong)(zhong)，王(wang)亞平向(xiang)水(shui)球中(zhong)(zhong)注入氣泡，水(shui)球中(zhong)(zhong)形成(cheng)了一正一反(fan)兩個人像。

在泡騰(teng)片實驗中(zhong)，王亞平向注(zhu)入藍色顏料的(de)水球中(zhong)放入泡騰(teng)片，泡騰(teng)片入水后產生大量氣(qi)泡。

“天宮課堂”第二課“冰雪頂(ding)流”齊上陣

今年3月23日，神舟十三(san)號(hao)航天員又給我們帶(dai)來(lai)了“天宮(gong)課堂”第二課，太空“冰雪”實驗、太空拋物實驗等又一波展示讓同(tong)學們記憶深(shen)刻(ke)。

在約45分(fen)鐘(zhong)的(de)授課中，航(hang)天(tian)員(yuan)演(yan)示(shi)了微重力(li)環境(jing)下太(tai)空“冰雪”實(shi)驗(yan)、液橋演(yan)示(shi)實(shi)驗(yan)、水油分(fen)離實(shi)驗(yan)、太(tai)空拋物(wu)實(shi)驗(yan)，講解(jie)了實(shi)驗(yan)現象背后的(de)科(ke)學(xue)原理，還展示(shi)了部(bu)分(fen)空間科(ke)學(xue)設施。

在太(tai)空“冰雪(xue)”實驗中(zhong)，過飽和乙酸鈉溶液(ye)球是飄浮在空中(zhong)的(de)，是在懸浮條件下完成(cheng)的(de)結(jie)(jie)晶(jing)變化，產生的(de)外形和結(jie)(jie)晶(jing)的(de)結(jie)(jie)構不受(shou)重力影(ying)響(xiang)。

在液橋演示實驗中，向同學們(men)演示失重環境下水的表面張力作用。

在地面上，水(shui)和(he)(he)油(you)裝在一個容器里，會自然分(fen)(fen)層，在空間站(zhan)又會怎樣呢(ni)？可以看到，水(shui)和(he)(he)油(you)并(bing)沒(mei)有(you)自然分(fen)(fen)層，不過，航(hang)天員(yuan)葉(xie)光富快(kuai)速旋轉小(xiao)瓶，水(shui)和(he)(he)油(you)在離心作用(yong)下實現了分(fen)(fen)層。

在(zai)太(tai)空拋物實驗(yan)中(zhong)，王(wang)亞(ya)平和葉光(guang)富相(xiang)對拋出冰墩(dun)(dun)墩(dun)(dun)，冰墩(dun)(dun)墩(dun)(dun)并沒有像(xiang)在(zai)地面那樣很快落(luo)地，而是沿原有方(fang)向做著近似勻(yun)速直線運動(dong)。在(zai)空間站微重(zhong)力的(de)環境下，物體運動(dong)幾乎(hu)不(bu)受(shou)重(zhong)力的(de)影響。

太空授課(ke)已開展多次課(ke)程設計有何講究？

“天宮課堂”推出以來，已經成功舉(ju)行了兩次太空授課，“天宮課堂”第(di)三(san)課的課程(cheng)表也已經公布了，那么幾(ji)次太空課程(cheng)中(zhong)不同的課程(cheng)設計有何(he)講究？

“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”授課(ke)(ke)專家(jia)組成員北(bei)京交通大學副(fu)教(jiao)授陳(chen)征：“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”第(di)一課(ke)(ke)主要(yao)(yao)面(mian)向(xiang)小學生，注重趣味性。“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”第(di)二(er)課(ke)(ke)主要(yao)(yao)面(mian)向(xiang)初中生，向(xiang)下輻射(she)小學生，向(xiang)上(shang)輻射(she)高(gao)中生和(he)全社(she)會的(de)愛好(hao)者，有關(guan)空間科學實(shi)驗的(de)內容增加了，在保持趣味性的(de)同時，讓大家(jia)了解科學家(jia)在上(shang)面(mian)干什么(me)，科學實(shi)驗做什么(me)。“天(tian)(tian)宮(gong)(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”第(di)三課(ke)(ke)將更深入更立體，參與性更強(qiang)。