10月(yue)12日15時45分，“天宮(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”將再次(ci)開啟，神(shen)舟(zhou)十四號飛(fei)行(xing)乘組(zu)航天員(yuan)陳冬、劉洋、蔡旭哲將面向(xiang)廣大青少年進(jin)(jin)行(xing)太空(kong)授(shou)課(ke)(ke)。中(zhong)央廣播電視總臺將面向(xiang)全球進(jin)(jin)行(xing)現(xian)場直播。“天宮(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”推出以(yi)來，已經成功(gong)舉行(xing)了兩次(ci)太空(kong)授(shou)課(ke)(ke)，那么“天宮(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”到底(di)是怎么備課(ke)(ke)的？本次(ci)的“天宮(gong)課(ke)(ke)堂(tang)”與(yu)以(yi)往有何(he)不同？什(shen)么樣(yang)的實驗項目才能入(ru)選？不同的課(ke)(ke)程(cheng)設(she)計有何(he)講(jiang)究(jiu)？

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)空授課活(huo)動(dong)將繼(ji)續采(cai)取天(tian)地(di)(di)互(hu)動(dong)方式進(jin)行，3名(ming)航天(tian)員將在軌介(jie)紹展示中國(guo)空間站(zhan)問天(tian)實(shi)驗艙工(gong)作生(sheng)(sheng)活(huo)場景(jing)，演示微(wei)重力(li)環境下(xia)毛細效應實(shi)驗、水(shui)球變“懶”實(shi)驗、太(tai)空趣味飲水(shui)、會調頭的扳(ban)手(shou)，以及植物(wu)生(sheng)(sheng)長研究項目(mu)介(jie)紹，并與(yu)地(di)(di)面(mian)課堂進(jin)行互(hu)動(dong)交流，旨在傳播普及載人航天(tian)知識，激發廣大(da)青少年對(dui)科學(xue)的興趣。

“天(tian)宮課(ke)堂”推出(chu)以來，已成功舉行了兩次太(tai)空授(shou)課(ke)，取(qu)得了良(liang)好的(de)社會反響(xiang)。在前(qian)期開展的(de)授(shou)課(ke)內容征集活動中，社會各(ge)界特別是廣大青少年通過(guo)新(xin)聞媒體、“學習強國”平(ping)臺和載人航(hang)天(tian)工(gong)程官網踴躍(yue)建言(yan)獻策，不少好的(de)創意設計脫穎而(er)出(chu)，將在此次授(shou)課(ke)及(ji)后續活動中陸(lu)續進行展示。

中國航天員真誠邀(yao)請廣(guang)大青少年在地面同步嘗試開展(zhan)相關實(shi)驗，從天地差異(yi)中感(gan)知宇宙的(de)奧秘、體驗探索的(de)樂趣。

“天宮課堂”怎么備課？

“天(tian)宮(gong)課堂(tang)”第三課將于12日下午(wu)正式開(kai)講，那么“天(tian)宮(gong)課堂(tang)”是(shi)如何備(bei)課的呢？

“天(tian)宮(gong)(gong)課堂(tang)”授(shou)課專家(jia)(jia)組成員(yuan)(yuan)北(bei)京(jing)交通(tong)大(da)學副教(jiao)授(shou)陳征：多個領域的專家(jia)(jia)參與了“天(tian)宮(gong)(gong)課堂(tang)”備(bei)課，包括航天(tian)系(xi)統的專家(jia)(jia)、高校教(jiao)師與科研人(ren)員(yuan)(yuan)、中(zhong)小學老師等。“天(tian)宮(gong)(gong)課堂(tang)”開課前(qian)，航天(tian)員(yuan)(yuan)需要反(fan)復測試保(bao)證實(shi)驗效(xiao)果，他們把測試結果反(fan)饋(kui)給地面的專家(jia)(jia)組，對內(nei)容進(jin)行反(fan)復確認和溝通(tong)。大(da)家(jia)(jia)看到(dao)的授(shou)課內(nei)容只有幾十分鐘，但實(shi)際上準備(bei)過(guo)程很(hen)長。

兩艙接力本次“天宮課堂”與以往大有不同

本次(ci)中(zhong)國空間站(zhan)“天宮(gong)課堂(tang)”與(yu)以(yi)往大(da)(da)有(you)不同，不光是“主(zhu)講老(lao)師”由神十四航(hang)天員乘組首次(ci)擔任，授課環境也有(you)了很(hen)大(da)(da)的變化，究竟(jing)有(you)哪(na)些(xie)不同呢？

“天(tian)宮課堂(tang)”的“講堂(tang)”在以往(wang)天(tian)和核心艙(cang)(cang)的基礎上，新(xin)增了問天(tian)實(shi)驗(yan)艙(cang)(cang)，這樣“太空教(jiao)師”的活動范圍更(geng)(geng)大了，相應在直播當中用(yong)到(dao)的攝像機機位和保(bao)障設備變(bian)得更(geng)(geng)多，地面(mian)調度的操作也更(geng)(geng)加復雜。

北京航天飛行(xing)控(kong)制(zhi)中心(xin)通(tong)(tong)信調度原旭(xu)東：我(wo)們(men)采用(yong)了問天艙(cang)和(he)天和(he)艙(cang)兩(liang)艙(cang)切換跟(gen)蹤的模式，每個艙(cang)都可以下傳同樣的攝像(xiang)(xiang)機（圖(tu)像(xiang)(xiang)），包括話音(yin)。通(tong)(tong)過(guo)兩(liang)艙(cang)的話音(yin)級聯、圖(tu)像(xiang)(xiang)下傳，確保(bao)整(zheng)個（太空授課）圖(tu)像(xiang)(xiang)話音(yin)流暢。兩(liang)艙(cang)接力過(guo)程中，為(wei)了保(bao)障(zhang)授課效果(guo)，我(wo)們(men)也是精心(xin)設計，再結合授課腳本進行(xing)圖(tu)像(xiang)(xiang)話音(yin)切換。

“天(tian)宮課堂”的直播信號主(zhu)要通(tong)過(guo)“天(tian)鏈(lian)”中(zhong)(zhong)繼衛星(xing)回傳(chuan)到地面。在這次的太(tai)空授課中(zhong)(zhong)，飛控團(tuan)隊也(ye)首(shou)次采用(yong)了(le)雙中(zhong)(zhong)繼衛星(xing)分別跟蹤的方式，確保圖像話音穩定回傳(chuan)。

北京航天(tian)飛行(xing)控制中(zhong)(zhong)心(xin)通信調度原旭東：一顆天(tian)鏈中(zhong)(zhong)繼衛星跟(gen)蹤(zong)(zong)問天(tian)實驗(yan)艙(cang)，另外一顆中(zhong)(zhong)繼衛星跟(gen)蹤(zong)(zong)天(tian)和核心(xin)艙(cang)，兩個(ge)跟(gen)蹤(zong)(zong)弧段是有交疊的(de)，首先問天(tian)實驗(yan)艙(cang)進(jin)行(xing)圖像(xiang)話音的(de)下傳，然后在(zai)中(zhong)(zhong)間兩個(ge)星的(de)搭接(jie)弧段，我們(men)擇機進(jin)行(xing)圖像(xiang)話音的(de)切(qie)換。

為(wei)確保回傳(chuan)到地面的(de)圖像話音穩(wen)定流暢，科技(ji)人員也制定了周密的(de)方案(an)(an)預案(an)(an)，所有的(de)努力都是為(wei)了向廣大青少(shao)年呈現一堂精彩的(de)太空(kong)授課。

北京航(hang)天飛行控制(zhi)中(zhong)心通(tong)信系統(tong)工程師孫宇：在設備層面(mian)，圖像和話音傳(chuan)輸都采用了(le)主備份的(de)實施方案，在鏈路(lu)(lu)(lu)傳(chuan)輸上也采用了(le)專線(xian)和聯通(tong)線(xian)路(lu)(lu)(lu)的(de)雙備份方式。此(ci)外(wai)還(huan)采用央視(shi)光端機作為第三路(lu)(lu)(lu)由(you)，進一(yi)步提高圖像話音質量和傳(chuan)輸的(de)可靠性。

什么樣的實驗項目才能入選天宮課堂?

中(zhong)國航(hang)天(tian)員科(ke)(ke)研訓(xun)練中(zhong)心航(hang)天(tian)員訓(xun)練教員石玉生：我們(men)(men)在選擇實(shi)驗(yan)(yan)項目(mu)的(de)時候，主要(yao)(yao)(yao)(yao)有以下幾點考(kao)慮(lv)：第一(yi)(yi)是天(tian)地的(de)現(xian)(xian)(xian)(xian)象(xiang)差異一(yi)(yi)定要(yao)(yao)(yao)(yao)顯(xian)著，第二(er)是科(ke)(ke)學原理(li)要(yao)(yao)(yao)(yao)清晰，第三是整個的(de)視覺(jue)效果要(yao)(yao)(yao)(yao)好，要(yao)(yao)(yao)(yao)具(ju)有傳播(bo)性(xing)，能夠(gou)起到真正的(de)科(ke)(ke)普效果。這次授(shou)課，相比前幾次授(shou)課有了(le)進一(yi)(yi)步的(de)創(chuang)新，首先就是航(hang)天(tian)員老師(shi)將在全新的(de)問天(tian)實(shi)驗(yan)(yan)艙(cang)段授(shou)課，演示(shi)天(tian)地迥異的(de)實(shi)驗(yan)(yan)現(xian)(xian)(xian)(xian)象(xiang)，進一(yi)(yi)步激發同學們(men)(men)對(dui)于日常(chang)現(xian)(xian)(xian)(xian)象(xiang)的(de)思考(kao)；同時還將首次展(zhan)示(shi)空(kong)間站植(zhi)物研究項目(mu)的(de)科(ke)(ke)學實(shi)驗(yan)(yan)操(cao)作，進一(yi)(yi)步展(zhan)現(xian)(xian)(xian)(xian)我們(men)(men)國家(jia)的(de)空(kong)間站作為國家(jia)太空(kong)實(shi)驗(yan)(yan)室的(de)強大科(ke)(ke)研能力。

“天宮課堂”第一課太空科普真精彩

回顧一(yi)下之前的兩次“天宮課堂”。去(qu)年12月9日，“天宮課堂”第一(yi)課開(kai)講(jiang)，當(dang)時在軌飛行的神(shen)舟十三號乘組的翟(zhai)志(zhi)剛、王(wang)亞平、葉光富(fu)給廣大(da)青少年帶(dai)來一(yi)場精(jing)彩的太空科普，太空轉身、水(shui)膜張力、泡騰(teng)片實(shi)驗等演示讓同學們大(da)開(kai)眼界。

授課中，航(hang)天(tian)員介紹(shao)展示了空間站工作生活場景，演示了微重力環境下細胞學實(shi)驗(yan)、人體(ti)運動、液體(ti)表面張力等神奇現象，并講解了實(shi)驗(yan)背后的科學原理。

在(zai)不借助外力(li)的(de)情況下，采用(yong)“游泳”的(de)姿勢或使用(yong)吹氣的(de)方(fang)法，都無法實(shi)現(xian)轉身(shen)自由。而當舉起手臂畫圈(quan)時(shi)，便可以緩慢朝某一方(fang)向(xiang)轉身(shen)。

在浮(fu)力消失(shi)實驗中，航天員王亞平將乒乓球(qiu)放(fang)入水(shui)(shui)中，用吸管將它推動(dong)到水(shui)(shui)面(mian)以下，乒乓球(qiu)沒(mei)有像在地球(qiu)上一樣快速(su)浮(fu)上水(shui)(shui)面(mian)。

 在水(shui)(shui)膜(mo)張力實(shi)驗中，王亞(ya)平制作了一個水(shui)(shui)膜(mo)，當王亞(ya)平把美(mei)麗的紙(zhi)花(hua)放在水(shui)(shui)膜(mo)上時，花(hua)朵在太空(kong)中綻放開來。

在水(shui)(shui)球光學(xue)實驗中，王亞(ya)平向水(shui)(shui)球中注(zhu)入(ru)氣泡，水(shui)(shui)球中形成了一正一反兩個人像。

在泡(pao)(pao)騰(teng)片(pian)實驗中(zhong)，王亞平向注入藍色顏料(liao)的水球中(zhong)放入泡(pao)(pao)騰(teng)片(pian)，泡(pao)(pao)騰(teng)片(pian)入水后(hou)產生大(da)量氣泡(pao)(pao)。

“天宮課(ke)(ke)堂”第二課(ke)(ke)“冰(bing)雪頂(ding)流”齊上陣

今(jin)年3月23日，神舟十三號航天員又給我們(men)帶來了“天宮(gong)課堂”第(di)二課，太(tai)空“冰(bing)雪”實驗、太(tai)空拋物實驗等(deng)又一波展示讓同(tong)學們(men)記憶(yi)深(shen)刻(ke)。

在約(yue)45分鐘的授課(ke)中，航天員演(yan)示(shi)(shi)了(le)微重(zhong)力環境下太空“冰(bing)雪(xue)”實(shi)驗(yan)、液橋演(yan)示(shi)(shi)實(shi)驗(yan)、水油分離實(shi)驗(yan)、太空拋物實(shi)驗(yan)，講解了(le)實(shi)驗(yan)現象背后的科(ke)學原理(li)，還展示(shi)(shi)了(le)部分空間科(ke)學設施。

在太空“冰(bing)雪”實驗(yan)中，過飽和乙酸鈉溶液(ye)球是(shi)(shi)飄(piao)浮在空中的(de)，是(shi)(shi)在懸浮條(tiao)件下完成的(de)結晶(jing)變化，產(chan)生的(de)外(wai)形和結晶(jing)的(de)結構不受重力影響。

在液橋演(yan)示實驗中，向同學們(men)演(yan)示失重環(huan)境下水的(de)表面張(zhang)力作(zuo)用。

在(zai)地面上，水(shui)和油裝在(zai)一個容器里，會(hui)自然(ran)分(fen)層，在(zai)空(kong)間站又會(hui)怎樣呢(ni)？可以看到，水(shui)和油并沒有(you)自然(ran)分(fen)層，不(bu)過(guo)，航(hang)天(tian)員(yuan)葉光富快速旋轉小(xiao)瓶，水(shui)和油在(zai)離心(xin)作用下實現了(le)分(fen)層。

在(zai)太空拋(pao)物實驗中，王亞平和葉光富相對拋(pao)出冰墩墩，冰墩墩并沒(mei)有(you)像在(zai)地面那(nei)樣很快(kuai)落地，而是沿原有(you)方向(xiang)做(zuo)著近似勻速直線運(yun)動。在(zai)空間站微重(zhong)力的環(huan)境下，物體運(yun)動幾乎不受重(zhong)力的影響。

太(tai)空授課已開展多(duo)次課程設(she)計(ji)有(you)何講究？

“天(tian)宮(gong)課堂”推出(chu)以來，已(yi)經(jing)成功舉(ju)行了兩次太空(kong)授課，“天(tian)宮(gong)課堂”第(di)三(san)課的課程表也已(yi)經(jing)公布了，那(nei)么幾次太空(kong)課程中(zhong)不(bu)同的課程設計有何講究？

“天宮課(ke)(ke)(ke)堂”授課(ke)(ke)(ke)專家(jia)(jia)組成(cheng)員北京交通大學(xue)副教授陳征：“天宮課(ke)(ke)(ke)堂”第一課(ke)(ke)(ke)主要(yao)面向小(xiao)學(xue)生，注(zhu)重趣(qu)味(wei)(wei)性。“天宮課(ke)(ke)(ke)堂”第二課(ke)(ke)(ke)主要(yao)面向初(chu)中(zhong)生，向下輻射小(xiao)學(xue)生，向上(shang)輻射高中(zhong)生和全社會的(de)愛好者，有關空(kong)間(jian)科學(xue)實(shi)(shi)驗(yan)的(de)內容增加了(le)，在(zai)保持趣(qu)味(wei)(wei)性的(de)同時，讓大家(jia)(jia)了(le)解科學(xue)家(jia)(jia)在(zai)上(shang)面干(gan)什么(me)，科學(xue)實(shi)(shi)驗(yan)做什么(me)。“天宮課(ke)(ke)(ke)堂”第三課(ke)(ke)(ke)將更深入(ru)更立(li)體，參與性更強。