分别为北京主课堂，山东菏泽、河南郑州、云南大理分课堂

 

 

 

 

如果说在上一次“天宫课堂”中，北京冬奥会吉祥物冰墩墩是一位特殊的“天宫助教”，那么今日的太空授课中，拟南芥“小南”和水稻这两种植物帮助师生拉近了天地之间的距离。

 

 

 

天宫课堂

问天实验舱介绍

 

 

 

“太空探索永无止境，同学们好！”航天员陈冬亲切的开场白，拉开了本次“天宫课堂”的序幕。此次太空授课的第一个环节，就是向同学们介绍全新且更加宽敞的“太空教室”——问天实验舱。通过镜头，航天员向我们展示了可供他们“直立睡觉”的睡眠区以及设备配置与核心舱较为相似的生活区。

 

 

 

问天实验舱里的科学实验柜也是本次授课的“重量级嘉宾”，航天员老师为大家生动介绍了未来可以给细胞手术穿刺提供操作空间的科学手套箱，实验样品的“太空冰箱”低温存储装置，动植物们的“太空旅馆”生命生态实验柜，小型的“太空生物实验室”生物技术实验柜，以及能够为科学实验提供高精度模拟重力环境的变重力实验柜。这些空间站里的神奇设备令学生们惊叹不已。

 

 

 

接下来，学生们期待已久的太空科学实验终于“登场”。航天员老师分别为大家演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水以及旋转类演示实验“会调头的扳手”，主分课堂的同学们在现场同步进行了地面对比实验。

 

 

 

 

 

首先，陈冬通过演示实验展示了微重力环境下流体现象的天地差异。

 

 

他将三根粗细不同的塑料管同时放入一个装满水的培养皿，可以看到三根塑料管中的液体上升速度各有不同。

 

 

 

可见，太空中没有了重力的束缚，表面张力作用更加明显，它驱动液体不断上升，直到液体充满了塑料管。像航空器发动机的燃料储箱、高空热管等都利用了毛细作用。

 

 

 

太空燃料如何减少振动带来的冲击？刘洋演示了微重力环境下水球振动的有趣现象。

 

 

 

她在紫色水球内放入一枚空心钢球，用针管推动气体使水球振动，放入钢球的水球振动幅度减弱。可见，钢球的加入使流体的振动行为发生了一定的改变。

 

 

 

随后，刘洋拿起了一根长达两米的饮水管，轻松的吸到了饮品袋中的芒果汁。

 

 

在地面，由于重力的作用，我们使用饮水管喝水时，饮水管越高，吮吸也就越费力。但空间站是微重力环境，仅仅依靠吮吸地力量，就可以轻轻松松地喝到两米以外饮水袋中的饮料了。

 

 

 

太空中，扳手是如何“调头”的呢？陈冬为大家演示了一个旋转现象，在空中旋转一大一小两枚“T”字扳手，并对比了两者的转动形态，让大家更加直观地感受微重力环境下物理的奇妙之处。

 

 

“顽皮”的扳手在旋转时会自己调头，这是前苏联航天员贾尼别科夫在空间站中偶然发现的，因此被叫作贾尼别科夫效应。研究发现，这个现象与扳手的旋转方式和它的质量分布有关。

 

 

 

陈冬还为大家留下一道思考题，猜猜航天员老师手中的“丫”型扳手在太空中会如何旋转？我们将公布“彩蛋”视频为大家解惑！

 

 

 

 

 

前不久，神舟十四号航天员与地面学生一起浇水播种了拟南芥。此次太空授课过程中，他们欣喜地向彼此分享了拟南芥的种植成果。航天员陈冬现场采集了拟南芥样本，并放入零下80度存储区，将拟南芥在太空的生长状态留存，到时交给地面的科学家进行研究。

 

 

 

 

刘洋还向大家展示了“住”在生命生态实验柜里的两种水稻。经过70多天的生长，空间站里的水稻种子已经长成了一棵棵水稻植株，实现了水稻从种子到种子全寿命周期的培养。其中，高杆水稻已经开花结穗。航天员还观察到了水稻奇特的“吐水”现象，新萌发的水稻叶间出现了一个正在“长大”的晶莹小水滴。

 

 

 

刘洋老师请大家思考一下，水稻在空间站里吐出的水珠大，还是地面更大呢？

 

 

 

期待在不久的将来，我们在月球，甚至在火星，都能实现袁隆平院士的禾下乘凉梦。

 

 

今日的授课环节中，学生们收获满满，在接下来的课堂提问环节中，航天员与地面学生的互动也十分精彩。一起来看看他们的问答互动吧 ↓↓↓

 

 

 

 

 

 

除了拟南芥和水稻，还可以养殖斑马鱼，线虫。在这里，科学家可以根据不同生物适宜的生长环境，对光照、温度等条件进行控制，同时，自动观察装置还可以定期给它们拍照、录视频，记录它们在太空的生活状态，让地面的科学家知道他们发育的好不好，观察它们在太空是否住得习惯。

 

 

空间站虽然没有重力的引导，但是植物的根仍然会向土壤中生长，这是因为植物不仅有向重性，还有向水性。土壤盒里的土壤含有充足的水分，所以拟南芥和水稻种子在萌发时就会向含有水的土壤盒里生长。同时，失去了重力带来的空间感，植物的根和茎不能整齐地向着一个方向生长，就会呈现出比较凌乱的状态。

 

 

 

太空微重力环境对植物生长发育的很多方面都会有影响。科学家通过前期的多项空间实验发现，太空微重力环境可能会引起很多植物在太空中的生长周期发生变化。比如，陈冬老师他们在天宫二号工作和生活期间，种植的生菜和地面的生长周期都差不太多，而同样在天宫二号里搭载的拟南芥，生长得就比地面缓慢，但存活的时间更长。

 

 

 

问天舱里的植物是在实验柜里培养的，无法接受太阳光的照射。但是实验柜里有人工光源，通过调控光源的强度和光谱，可以为植物提供充足的光照，满足生长发育的需求。同时，科学家可以根据不同植物生长对光的不同要求来设计相应的光照条件。相信随着技术的进步，或许将来我们可以直接利用自然光来培育植物。

 

 

 

电子表是没有问题的，空间站上所有计算机里的电子时钟都在正常运转，至于机械表是否还能正常使用，取决于它的工作原理。那种有摆锤的机械表要依靠重力来工作，是不能正常使用的。我们空间站上将要安装一个特殊的钟表，叫冷原子时钟，它将随着梦天实验舱进入空间站当中。其实，在之前的天宫二号就搭载过冷原子时钟，实现了约3000万年误差一秒的超高精度。这次空间站上将要安装的冷原子时钟，有望超过上次冷原子时钟的纪录，达到每50亿年误差一秒的超高精度。

 

 

我们在地面乘坐交通工具时都会有颠簸的感觉，但是在太空没有了重力和气流的影响，空间站里还有像控制力矩陀螺等多个设备来保障它稳定运行，所以我们的“太空家园”非常平稳，没有颠簸的感觉。太空中几乎没有大气，能见度非常好。由于每个航天器都有独立运行的轨道，而且相互间距离非常远，所以我们很难用肉眼来看到它们。但我知道，在浩瀚宇宙中也有我们的国际同行们，在国际空间站中飞行。我们都在和平地探索太空，造福人类。

 

 

空间站约90分钟绕地球一圈，所以从我们的视角看，地球的颜色并不是一成不变的。进入阳照区时，在阳光照射下，蔚蓝的海洋，黄绿相间的陆地，披着积雪的山脉和大片的黄色沙漠都清晰可见，还能看见万绿丛中漂浮的片片云彩。当进入阴影区，没有了阳光照射，地球也非常漂亮，可以看见城市的点点灯火将地球装饰了起来。如果问我最美的一幕是什么？我自己最喜欢的是地球外圈那一抹明亮的大气光辉，在地球边缘闪烁着，呈现出金色、蓝色或紫色。虽然看了很多次，但每一次都很震撼，非常漂亮。

 

 

流体在我们日常生活中扮演着非常重要的角色，同样在空间站的建设和运营期，也发挥着非常重要的作用。空间站中最显著的特点就是微重力。在微重力环境下，流体的行为与地面会有很大的不同。水是最常见的流体，前两节课我们向大家展示了微重力环境下水的奇妙特性，我们运载火箭发动机内使用的也是液体燃料。同样是流体，在微重力环境下，燃料的流动性质与地面存在显著的差异，如果简单讨论地面的经验，可能会遇到大问题。

 

 

希望今天的天宫课堂能够在更多同学们的心里种下航天的种子。我们已经启动了第四批预备航天员选拔，这次将从海陆空三军现役飞行员中选拔航天驾驶员，首次从港澳地区选拔载荷专家，我们也会选拔航天飞行工程师。想要成为一名航天员，需要经历严格的选拔和训练。我相信，只要你坚定理想，认真学习，好好锻炼身体，未来一定有机会加入到光荣的航天员队伍中，让种子最终在太空中结出甜美的果实。我们在空间站等你来出差！

 

 

 

通过此次“天宫课堂”，神舟十四号乘组航天员为同学们揭开了问天实验舱神秘的面纱，也让大家对空间植物学实验的原理和目的有了更好的认识。此外，我们也通过航天员和科学家配合完成的样本采集任务，体会了天地通力合作的魅力。

 

后续，问天实验舱内还将开展更加多样的空间生命科学实验，持续研究采用特殊环境对地球生命的影响，帮助我们做好准备来应对未来长期太空生活所面临的一系列挑战。

 

 

 

科学与太空相互碰撞

 

知识和奇妙完美结合

 

期待下次“天空课堂”中

 

航天员们带给我们更多惊喜！