亚平牵手冰墩墩 太空抛物做实验

3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站再次带来一堂精彩的太空科普课。图为太空抛物实验中,王亚平手持冰墩墩讲解实验流程(视频截图)

  中评社香港3月24日电/大公报报道,3月23日15时44分,天宫课堂第二课在中国空间站开讲,神舟十三号航天员、“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富再次带来一堂精彩的太空科普课:太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,航天员们利用空间站独有的微重力环境,向同学们深入浅出讲解实验现象背后的科学原理。太空“冰雪”实验中,王亚平用过饱和乙酸钠溶液“变”出一颗“冰球”;液桥演示实验中,两片塑料板上的水在板间连起了一座“桥”,距离拉远,液桥不断;太空抛物实验中,北京冬奥会吉祥物冰墩墩惊喜亮相,充当“助教”,在太空玩起空翻。

  本次太空授课约有45分钟,由中央广播电视总台进行全程现场直播,在中国科技馆设地面主课堂,在西藏拉萨、新疆乌鲁木齐设2个地面分课堂。

  在太空“冰雪”实验演示中,王亚平利用过饱和乙酸钠溶液“变”出了一颗表面结晶的液体球,这个液体球长得像冰球,其实却是个热球。专家表示,这个试验实际上是过饱和乙酸钠溶液形核、结晶的过程。在地面上进行结晶实验时,晶体的样子可能因容器形状不同有很大差异,在空间站微重力环境中,晶体并不受容器的限制,可以悬浮在半空自由生长。

  在液桥演示实验中,叶光富将水球分别挤在两块液桥板上。王亚平将两个水球拉近,在刚开始相碰时水球不会相溶,让它们靠近再拉开后,在表面张力的作用下,水将两个液桥板接在一起,液桥变得更细、更长,仍然没有断开。专家表示,微重力环境与液体表面张力是液桥得以成形的主要原因,航天员轻松演示出比地面大数百倍的液桥,这在地面上是不可能看到的景象。

  “人体离心机”助水油分离

  在水油分离试验中,王亚平用力摇晃装有水和油的瓶子,让水油充分混合,瓶中水油混合成为黄色的液体,与地面上的水油分离完全不同。随后,叶光富当起了“人体离心机”,用一根绳子套住水和油的溶液瓶,抡起在空中旋转。数圈后,水油明显分离,油在上层,水在下层。专家表示,水油在天上成功分离的原因是,瓶子高速旋转时类似离心机,可以理解为离心作用使得浮力重新出现。

  太空抛物实验尤其精彩,只见王亚平“变”出“顶流”冰墩墩的玩偶,她将冰墩墩抛向叶光富,冰墩墩并没有像在地面上那样做曲线运动,而是水平飞了出去。专家表示,这看似简单的平抛运动,在著名科学家牛顿的脑海里被放大到宇宙尺度。既然在地面上抛出物体的速度越快,它就能落到更远的地方,那如果抛出物体的速度足够大,它是否能成为环绕地球的卫星?这个思想实验也被称为“牛顿的高山大炮实验”,由它引出的第一宇宙速度等概念,成了发射人造卫星、空间站的重要依据。

  数位学生表示,水油分离实验给他们留下了深刻印象。在地面上,水和油自然分层,油在上水在下,然而在空间站,水和油经过摇晃后会混合在一起。在太空抛物实验中,“冰墩墩”的惊喜亮相得到现场同学的积极回应,让地面看到“天宫”实验的神奇之处。
  两大重器 首次亮相

  无容器材料实验柜

  •原理:通过静电场精确控制样品位置,利用激光加热可使样品最高温度达3000℃,可开展金属及非金属化合物材料物性研究。

  •应用:可揭示各类材料的特性及生长规律,开发具有新型功能的材料。实验成果可在高温单晶合金、核电站高温材料等领域应用。

  高微重力科学实验柜

  •原理:首创采用双层悬浮隔离振动,最大程度上消除振动,完成微重力水平极限挑战,实现比空间站平台高2-3个数量级的高微重力水平。

  •应用:利用其提供的实验条件,将开展国际前沿的空间冷原子干涉实验、检验爱因斯坦等效原理,达到10-12精度水平。

“太空教师”叶光富正在介绍高微重力实验柜(视频截图)

  特写-冰墩墩抢镜 王亚平爱不释手

  神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富已在空间站中度过了5个多月的时光,此次天宫课堂也应是“感觉良好”三人组在本次任务中给孩子们带来的最后一节科普课。三人不仅配合更加密切,面对贯通天地间的镜头也愈发放松自然。备受大家喜爱的亚平老师,在与同学们的沟通过程中,手中一直“忍不住”把玩冰墩墩,令网友们大呼太羡慕“退休的墩子”。

  经过5个月的太空飞行,人们发现航天员们都变“胖”了。其实,这并非因为空间站的太空食品太好吃,而是微重力环境下人体的正常反应,因为体液重新分布,头部分布得更多,所以航天员看上去胖了。

  虽然面貌略有改变,但航天员们看起来精神抖擞。面对镜头,他们配合默契,语言幽默,风格也极具个性。网友发现,王亚平在太空抛物实验中“变”出冰墩墩后,就一直将“冬奥顶流”拿在手中。她在倾听网友和同学们提出的问题时,不自觉把玩着冰墩墩,一会将它抛起来,一会又捧回手心,令网友感叹,像极了对冰墩墩爱不释手的自己。

  首次执行太空任务的叶光富,面对镜头也愈发轻松自如。在提问环节,叶光富从口袋里“摸”出一枚悬浮陀螺,一会将它转起来抛在空中,一会又拿在手里转动,小陀螺“拚命”旋转的样子十分抢镜。叶光富对提问的详细解答,亦令同学和网友们大呼过瘾。

  大国重器-太空实验室 “柜”显神通

  中国空间站计划在今年全面建成,不久后中国国家太空实验室也将正式运行。在第二次天空课堂中,航天员们展示了空间站核心舱中的重量级科研装置──高微重力科学实验柜和无容器材料实验柜。叶光富说,等到问天实验舱和梦天实验舱发射入轨后,空间站将增加更多实验柜,开展更多领域科学实验项目。届时,中外科学家都可依托实验柜开展研究,中国空间站将成为造福全人类的太空实验室。

  叶光富说,微重力对物理学的研究非常重要,有了高微重力科学实验柜,就可以开展需要更高微重力水平的实验,可以对爱因斯坦广义相对论中的等效原理进行高精度检验。

  王亚平打开实验柜的柜门,展示出一张悬浮实验台,可以在柜体内外进行实验。实验台外层采用喷气悬浮,内层采用磁悬浮控制。氨气+磁悬浮可以抵销微重力产生的影响,使实验团队的微重力水平提高100-1000倍。不久前,航天员就和地面的科学家配合,开展了一次柜体外的悬浮实验。

  叶光富还展示了无容器材料实验柜。他说,在这里面,实验样品可悬浮,与容器表面不接触,可以更精确地测量样品的重要物理性质。去年神舟十二号返回时已带回部分实验样品,目前地面的科学家们正进行研究和分析。
  奇妙体验-太空难落泪 微重力美容

  天宫课堂上,神舟十三号乘组回答了网友和同学们的有趣提问,讲述了他们奇妙的太空生活。王亚平说,在空间站飞行过程中,他们经历过许多热泪盈眶的时刻,这时,眼泪无法像在地面一样流下,而是会在眼眶里打转,或者停留在眼角。此外,空间站的微重力环境,还会给航天员们带来类似于“拉皮”的美容效果。

  “在空间站里皮肤会不会变好?”王亚平回答,空间站里没有太阳光照射,温度和湿度也控制在适宜的范围之内,在微重力的环境下,血液会向上流动,皮肤也会向上提拉紧致,出现“拉皮”现象,航天员的皮肤状态是很不错的。

  此外,在空间站中,航天员也有保湿润肤的产品,不过护肤水不能像在地球一样倒出来,而是要用特定的装置挤压出来才能用。

 “空间站90分钟就可以绕地球一周,时序如何设置,时间是北京时间还是格林威治时间呢?”翟志刚回答,在空间站中,90分钟就经历一次日出日落。空间站里,除了有北京时间,还有世界时间,还有相对飞行时间,还有绝对飞行时间,根据各时的任务不同,采用的时间也不一样。通常情况下,在空间站有人驻留的状态下,一般采用北京时间,目前也是按照北京来安排作息制度。

3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站再次带来一堂精彩的太空科普课。图为太空抛物实验中,王亚平手持冰墩墩讲解实验流程(视频截图)

  中评社香港3月24日电/大公报报道,3月23日15时44分,天宫课堂第二课在中国空间站开讲,神舟十三号航天员、“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富再次带来一堂精彩的太空科普课:太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,航天员们利用空间站独有的微重力环境,向同学们深入浅出讲解实验现象背后的科学原理。太空“冰雪”实验中,王亚平用过饱和乙酸钠溶液“变”出一颗“冰球”;液桥演示实验中,两片塑料板上的水在板间连起了一座“桥”,距离拉远,液桥不断;太空抛物实验中,北京冬奥会吉祥物冰墩墩惊喜亮相,充当“助教”,在太空玩起空翻。

  本次太空授课约有45分钟,由中央广播电视总台进行全程现场直播,在中国科技馆设地面主课堂,在西藏拉萨、新疆乌鲁木齐设2个地面分课堂。

  在太空“冰雪”实验演示中,王亚平利用过饱和乙酸钠溶液“变”出了一颗表面结晶的液体球,这个液体球长得像冰球,其实却是个热球。专家表示,这个试验实际上是过饱和乙酸钠溶液形核、结晶的过程。在地面上进行结晶实验时,晶体的样子可能因容器形状不同有很大差异,在空间站微重力环境中,晶体并不受容器的限制,可以悬浮在半空自由生长。

  在液桥演示实验中,叶光富将水球分别挤在两块液桥板上。王亚平将两个水球拉近,在刚开始相碰时水球不会相溶,让它们靠近再拉开后,在表面张力的作用下,水将两个液桥板接在一起,液桥变得更细、更长,仍然没有断开。专家表示,微重力环境与液体表面张力是液桥得以成形的主要原因,航天员轻松演示出比地面大数百倍的液桥,这在地面上是不可能看到的景象。

  “人体离心机”助水油分离

  在水油分离试验中,王亚平用力摇晃装有水和油的瓶子,让水油充分混合,瓶中水油混合成为黄色的液体,与地面上的水油分离完全不同。随后,叶光富当起了“人体离心机”,用一根绳子套住水和油的溶液瓶,抡起在空中旋转。数圈后,水油明显分离,油在上层,水在下层。专家表示,水油在天上成功分离的原因是,瓶子高速旋转时类似离心机,可以理解为离心作用使得浮力重新出现。

  太空抛物实验尤其精彩,只见王亚平“变”出“顶流”冰墩墩的玩偶,她将冰墩墩抛向叶光富,冰墩墩并没有像在地面上那样做曲线运动,而是水平飞了出去。专家表示,这看似简单的平抛运动,在著名科学家牛顿的脑海里被放大到宇宙尺度。既然在地面上抛出物体的速度越快,它就能落到更远的地方,那如果抛出物体的速度足够大,它是否能成为环绕地球的卫星?这个思想实验也被称为“牛顿的高山大炮实验”,由它引出的第一宇宙速度等概念,成了发射人造卫星、空间站的重要依据。

  数位学生表示,水油分离实验给他们留下了深刻印象。在地面上,水和油自然分层,油在上水在下,然而在空间站,水和油经过摇晃后会混合在一起。在太空抛物实验中,“冰墩墩”的惊喜亮相得到现场同学的积极回应,让地面看到“天宫”实验的神奇之处。