下面新闻·河南商报首席记者 韩忠林 记者 杨晓妍 实习生 张嘉
10月12日，陈冬、刘洋、蔡旭哲等三名航天员，将为大家带来第三节天宫课堂，有趣、精彩的内容值得期待。
2013年首次太空授课至今已过去近10年，中国航天技术不断取得突破，在此基础上，中国航天员多次 担任“太空教师”，为全国人民带来丰富多彩的科学色彩的太空教学，并有了别具一格的太空科普教育品牌“天宫课堂”。
太空教学为无数孩子插上了梦想的翅膀 ，推动人类在征服星辰大海的道路上厚积薄发。
2013年太空授课。 资料图
第一次太空授课，已近10年
“大家好，我是王亚平过去，本次授课由我主讲……”2013年6月20日 ，亲切的声音来自距离地面300多公里的天宫一号实验舱。
航天员王亚平在聂海胜、张晓光协助下首次进行太空授课，这堂课历时约 50分钟。
此次太空授课主要针对中小学生，“太空教师”讲授了质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜与水球制作实验等，让孩子们了解失重条件下 物体运动的特点、液体表面张力的作用，加深了对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。
质量测量
重力是由地球的吸引力造成的，失重的太空怎样称质量？太空中称重设备利用的原理是什么？太空教师王亚平告诉我们，用“弹簧绘图”机构产生的恒定力和光栅测速 系统测量身体运动的加速度，根据牛顿第二定律(f=ma)计算身体运动的质量。
单摆运动
在地面上，支架上的细绳拴着一根小球构成一个单摆系统。将小球拉起后放手，小球开始往复摆动，运动周期与细绳高度、重力加速度有关。最终，小球 在空气阻力作用下停止摆动。
但在太空中没有重力影响，不产生摆动；如果给小球一个较小的初始速度，小球则绕着支架轴做圆周 运动，但在地面上需要足够大的初步速度才能实现。
陀螺运动
高速旋转陀螺的自转轴在惯性空间中会保持不变。 ，用手触碰高速旋转的陀螺和静止的陀螺，高速旋转的陀螺虽然会产生轻微晃动，但其自转轴的一体保持不变，而静止的陀螺发生翻滚。因高 高速旋转的陀螺具有很好的定向性，航天器可以采用陀螺仪来进行空间定向。
制作水膜与水球
作用于表面液体、使液体放大缩小 金属圈插入水后形成的水膜不会破裂，往水膜表面贴上“中国结”，水膜依然空白。这是在太空失重环境下液体 表面张力特性突显的结果。
向水膜注水，水膜很快变成一个晶莹剔透的大水球。这样完美的模型只可能存在于微重力环境中，因为地面上液体 表面张力难以抗衡地球引力的影响，水球必然发生形变。
这次太空授课距今过去近10年。当年全国已6000余万中小 学生观看直播教学，如今种子种子已经长大了，航天梦的也在他们心里茁壮成长。
“有很多孩子因此喜欢上了航天，也有孩子因此报考了专业，甚至有的航天 孩子现在已经成为我的同事，这也让我非常自豪和骄傲。”王亚平在采访中曾说。
2021年太空授课。 资料图
中国第一个太空科普教育品牌“天宫课堂”推出
随着中国空间站长期在轨运行，2021年，中国第一个太空科普教育品牌“天宫课堂” ”系列化推出，由中国航天员执行“
2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课开讲，由神舟十三号上的“太空教师”翟志刚 、王亚平、叶光富在中国空间站进行授课。
本次授课在中国科技馆设置地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门设置地面分课堂。
首个“天宫课堂”项目包括航天员 轨道工作生活场景展示、太空细胞 学研究实验展示、太空转向、浮力消失实验、水膜张力实验、水球光学实验、泡腾片实验、天地交互等八项。
太空细胞学研究实验
< p>将细胞安置有重力或完全失重 的情况下，细胞的生长形态活动会有所差异。
通过活的心肌细胞在过程中会产生生物电，生物电会激发荧光显微镜中的荧光物质，生命显示屏就可显示 观察到荧光现象。骆驼细胞具有自动节律收缩的特性，所以实验室下可以观察到它们有节律地跳动。
而在太空中，其功能和基因表征都会出现变化，当回到地面时 之后，基因表征基本又会恢复到地面状态，但仍然有些基因的 表征会发生改变。
气压转向
转向，这个在地面上磁场强度的普通动作，在太空中要实现，手臂手臂需要画圈。身体旋转 这时，手臂手臂旋转速度会变快。
微重力的环境中，航天员在不接触空间站的情况下，宇宙理想状态下验证“没有外撞击，物体会发生角动量守恒”。航天员上半身向左转动时，按照角动量 守衡的原则，下半身就向右转
当航天员伸展身体的速度的时候，因为质量旋转得离旋转轴比较远，旋转惯性比较大，所以角度就减慢，通俗来讲就是转得慢了。而当把四肢 收回时，转动惯量小，角速度就会增加， 听觉感受就是速度变快了。
浮力消失实验
在地面上，乒乓球放入水里，会浮到水面上，那么在太空中做的同样的 乒乓球实验“浮不浮”？答案是：不浮！
< p> 这个实验所正在表演浮力和重力伴生的现象。浮力来源于重力重力的液体在不同深度的压力强差。当重力消失时，液体内部压力强相同，浮力消失了。不过地球表面很难 让浮力消失，这个试验 很难想象地展示出来。在空间站的微重力条件下，浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清晰地显现出来。
水膜张力实验
王亚平将 她和女儿在地球上制作了折纸葫芦 水膜，美丽的花朵瞬间绽放。在地面上，水滴中表面液体张力受到地球引力的影响，实验效果表现不明显；在太空失重环境中，水膜表面的水分子切开口只有一个液体表面张力 作用，水滴代表球 形，当树木贴近水膜表面时，树木在水膜表面的张力作用下而逐渐展开。
水球光学实验
往水膜里注入水，就得到了一个 水球，继续往水球中注入一个气泡，透过水球和气体 泡能看到一正一反两个像。
在地面上，水珠受到地球引力作用，呈现上小下大的形状。在太空中，由于微重力环境，水珠在表面 支撑下呈现透明圆球，形成水珠作用相当于两个组合在 一起的凸透镜，光线通过它发生两次斜度，从而形成一个倒立的人像；当在水球中注入一个气泡时，光线通过它发生四次斜度，从而在一个正立的人像，其中倒立的相当于 光线在水球中两次致命的结 果，正立的光线射入气泡四次的结果，这都是光的决策原理引起的光学现象。
泡腾片实验
在地面环境 中，将泡腾片扔进水球里，就能看到气泡上浮，但在中 国空间站失重环境中，因为浮力的消失，泡腾片掉入水中的产生的气泡不再上浮，而是相互挤压。水球同时被气泡支撑得更大，能看到水球一点点膨胀 的效果。
2022年太空课堂。 资料图
今年三月，“天宫课堂”课如约而至
2022年3月23日，“天宫课堂”第二课如约而至。“太空 教师”依然由神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富担任，在中国空间站进行授课。
此次太空授课，在中国科技馆设置地面主课堂，在西藏拉萨、新疆乌鲁木齐设置2个地面分课堂。
在约45分钟的授课中，“ 太空教师“在轨演示了太空”
太空“冰雪”实验、液桥演示、水油分离、太空抛物等实验。
太空“冰雪”实验
重力挤压过南方太空盐水的水袋 ，一颗有水泡的液体球慢慢从管口“跑” 了，并悬停在空间站舱内。随即用沾有粉末的小棒触碰液体球后，带水泡的液体球开始“结冰”。
在地面上，利用渗水液体球 结晶是分离和提纯固体物质的一种方法 沾有粉末的小棒扮演了凝固结核的角色，而小晶体也开始迅速凝固，并且带着水分子一起熔化，形成水合预示着的晶体，同时还会释放出大量热量。
< p>液桥演示
< p>液桥是连接着两个固体表面之间的一段液体。在液桥演示实验中，王亚平手持两片透明的塑料板，叶光富向塑料板表面分别挤上水，两片塑料板逐渐接近， 板间的水便平静了 “桥”。神奇的是，另外王亚平人工将塑料板轻轻拉扯，“桥”依然没有断开。而液体表面张力很弱，在地面上，重力取代液体拉得向下坠落，很难实现 液桥现象。
水油分 离
地面上，水和油混合后自然分层，油在上水在下，那么在空间站里，水和油会自然分层吗？答案是：不会。
在相同体积的情况下，水的密度大于油，水 的质量更大。根据向心力公式F=mrw2，当角速度w和半径r相同时，质量m大，水滴需要的向心力越大，即对应的离心力越大，所以质量更大的水被甩 到了瓶子底。水和油实现
太空抛物
在太空抛物实验中，顶流“冰墩墩”亮相，王亚平和叶光富依次将“冰墩墩”首发，它 并没有随着抛物线的比重，而是沿原有方 向匀速前进。这是在空间站舱内，物体速度几乎不受重力作用，获得往哪个方向抛动，几乎都可以成为匀速直线运动，因为物体只受到微弱的空气阻力作用，方向和大小的 变化 微小。
太空授课为孩子们插上梦想的翅膀
星辰大海永不止步，叩问苍穹薪火相传。这一步“天路”，都是背后 一代航天人的智慧和心血。《天宫课堂》 ”为孩子们讲述的不仅仅是科学实验的知识点，更是探索未知的航天精神。
王亚平曾在采访中表示，太空授课开创了我们国家科普教育和中教育小学的新 模式和新方法，可 可以说是世界上受众最广、规模最大、授课时间最长的一次科普教育直播活动。
三次太空授课激发了无数孩子心中对科学、对研究探索的热情 孩子们相信，正如航天员王亚平老师所说，“梦想就像浩瀚宇宙中的星辰，遥不可及，但只要努力和坚持，就一定能触及到。”
空间站作为国家太空 实验室，也是重要的航天科普教育基地，蕴藏着得天独厚的丰富教育资源，对激发社会大众特别是青少年弘扬科学精神、热爱航天事业具有特殊优势。
神舟十四号飞行乘载 组将于10月12日继续开展“天宫课堂”。据中国载人航天工程办公室，航天员在空间站上飞行的过程中，与地面进行互动交流、开展一些科普活动，这以后是会常态化的 。
