師說
“天宮課堂”把孩子們的好奇變成夢想
“飛天夢永不失重，科學(xué)夢張力無限。”3月23日，“天宮課堂”第二講開課，美麗的太空“冰雪”，水球連接起的液橋，離心作用下的水油分離，以及直線飛出的冰墩墩令人印象深刻。與2021年12月9日第一講中展示的太空花朵、泡騰片水球這些實驗一樣，它們都是空間站微重力環(huán)境下產(chǎn)生的神奇物理現(xiàn)象。值得注意的是，本次授課內(nèi)容有一個明顯的變化：航天員老師在展示現(xiàn)象、解釋原理的基礎(chǔ)上，增加了更高階、更專業(yè)的科學(xué)知識，尤其是空間科學(xué)設(shè)施的介紹和展示，讓公眾對空間科學(xué)的研究與應(yīng)用有了進一步的認(rèn)識。
在“天宮課堂”第二次授課籌備之初，授課專家和航天團隊就達成了共識，希望把公眾對空間站本能的好奇變成一種更加理性的了解和認(rèn)識，將國家太空實驗室的概念廣泛傳播。在軌的神舟十三號載人飛行任務(wù)，就是建成國家太空實驗室前關(guān)鍵技術(shù)驗證的最后一次飛行任務(wù)，今年還將發(fā)射神舟十四號、神舟十五號載人飛船，天舟四號、天舟五號貨運飛船，以及問天、夢天實驗艙，完成在軌建造，最終形成T字構(gòu)型。未來，國家太空實驗室還將開展大規(guī)模的空間科學(xué)、空間應(yīng)用和空間技術(shù)方面的驗證和研究，帶動科學(xué)的進步和技術(shù)的發(fā)展。
中國載人航天工程總設(shè)計師周建平曾說，“造船為建站，建站為應(yīng)用”，這是20世紀(jì)80年代863計劃論證載人飛船時就明確提出的目標(biāo)。空間站的微重力特性，為許多領(lǐng)域的科學(xué)研究提供了寶貴的實驗環(huán)境，也讓未來空間站科研成果在各領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。本次太空授課的課程內(nèi)容也都聚焦于此。
航天員老師介紹的高微重力實驗柜，比空間站艙內(nèi)微重力水平提高了100到1000倍，可以開展更精密的科學(xué)實驗，對于物理學(xué)研究非常重要。另一個提到的無容器材料實驗柜，是材料研究的“神器”，可以更精確地測量實驗樣品的重要物理特性，對我國材料研究和材料學(xué)發(fā)展至關(guān)重要。回頭再看航天員老師做的水油分離和太空“冰雪”，正是對兩個實驗柜特性的直觀體現(xiàn)。
一段小小的液橋，在科研領(lǐng)域，可以用來研究物質(zhì)的流動和能量的交換，還是探索流體力學(xué)中湍流問題的重要載體。看似最簡單的平拋，也啟發(fā)了牛頓提出高山大炮思想實驗，進而推導(dǎo)出第一宇宙速度。如果我們不認(rèn)識平拋，不了解牛頓高山大炮這樣的思想實驗，也就無法發(fā)射人造衛(wèi)星和空間站。可以看出，有趣的實驗現(xiàn)象背后，凝聚的其實是無數(shù)科學(xué)家、科研工作者以及航天人長期以來的心血和努力。
科普不是目的，科普是手段。太空授課是當(dāng)今青少年認(rèn)識太空、了解航天的重要途徑，在傳授知識之外，傳授科學(xué)方法、傳承航天精神、激發(fā)探索興趣，是太空授課更為深遠的意義。也正是因為其產(chǎn)生的巨大影響力，在今年2月14舉辦的“典贊·2021科普中國”揭曉盛典上，神舟十三號飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富獲得了“科普中國最高榮譽”。
如果說“天宮課堂”第一課為青少年種下了一棵好奇的種子，那么第二課就是提供養(yǎng)分讓這顆種子生根發(fā)芽，把好奇變成夢想。而在天宮課堂之外，懷揣航天夢的青少年們也能夠通過中國空間站科創(chuàng)體驗基地走近航天科技、展示科技創(chuàng)意，在參與航天科普教育與科創(chuàng)活動的過程中，成長為具備科學(xué)家潛質(zhì)的“航天預(yù)備人才”。
航天事業(yè)發(fā)展與民族命運緊密相連。從1970年“東方紅一號”拉開中國人探索太空的序幕，到如今即將建成國家太空實驗室，我國的科技力量從崛起到壯大再到領(lǐng)先，為中華民族的日益強大提供了堅實有力的支撐。當(dāng)今世界百年未有之大變局下，航天事業(yè)的長遠發(fā)展更需要熱愛航天、熱愛科學(xué)的有志青年，其中不僅包括航天員，還有飛行工程師、載荷專家等工程技術(shù)人員和科研人員，大學(xué)或科研院所等社會相關(guān)單位也將成為普通人走進航天領(lǐng)域重要途徑，星辰大海的航天夢也不再遙不可及。
李嘉欣 (中國科技館助理研究員)