9月21日下午，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”――神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一节精彩的太空科普课。

　　“天宫课堂”是一扇连接地球与太空的奇妙之门。这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。记者专程来到位于北京航空航天大学的地面课堂，在这里与同学们一起跟随航天员穿越波澜壮阔的星空，展开一场关于宇宙的美妙旅程。

　　全新太空教室亮相

　　15时48分，三位博士航天员如约“飞”到了大屏幕中央，同大家打招呼。随后，跟随“摄像师”景海鹏的镜头，全新的太空教室――梦天实验舱的场景在同学们眼前徐徐呈现。

　　桂海潮介绍，在梦天实验舱内，有空间站里最多的科学实验设备，有13个科学实验柜的安装空间，还具备载荷自动进出舱功能。

　　“梦天舱实验载荷区域是梦天舱的核心区域，在这里可以开展流体物理、材料科学、燃烧科学等微重力物理科学的基础研究，同时还能探究工程技术领域的前沿问题。”朱杨柱指着头顶上的高温材料科学实验柜，趣称其为“太空炼丹炉”，第一批在“炼丹炉”里接受高温考验制备的材料，已随神舟十五号航天员返回地面，有希望推动半导体技术的进步和升级换代。

　　“同学们，你们知道世界上最冷的地方在哪里吗？”桂海潮马上做出了解答，“就在我头顶――超冷原子物理实验柜，它可以制备出接近绝对零度的超低物质，这种物质的原子会呈现特殊的状态，帮助我们更好地探索量子力学的奇异世界。”

　　空间站里的实验柜出了问题该怎么办？桂海潮来到了一台在线维修装调操作柜前，打开挡板为大家展示了空间站里的太空维修工厂。“它具有超大的操作空间，配置了一款小机械臂，一款VR眼镜以及一个可移动的维修平台，用多种手段来辅助我们完成对载荷的装配、维修、清洁等精细操作。”桂海潮说。

　　科学实验创意满满

　　在约48分钟的互动交流授课过程中，三位“太空教师”在轨演示了球形火焰实验、奇妙“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验等一系列炫酷又有趣的实验，天地间掌声和笑声此起彼伏。

　　空间站中蜡烛的燃烧与地面究竟有什么区别？课堂上，当蜡烛被点燃后，可以看到，与以往地面蜡烛的锥形火焰不同，空间站中燃烧的蜡烛火焰呈现蓝色，形状近似球形。朱杨柱轻轻转动蜡烛，火焰的形状几乎没有变化。

　　为什么会有这样的差别呢？桂海潮解释：因为在地面有重力的作用，燃烧后的热气上升冷气下降形成了浮力对流，因此蜡烛的火焰呈锥形。而在空间站里，微重力环境几乎消除了这种浮力对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，不管蜡烛的方向朝向哪里，它的火焰都近似球形。此外，在空间站里，燃烧对流十分微弱，氧气的补充不如地面及时，蜡烛的燃烧也不如地面充分，火焰的温度也会更低一些，蓝色火焰就是燃烧温度低的一个表现。

　　在奇妙“乒乓球”实验中，桂海潮拿着乒乓球拍去触碰水球，飘浮在空中的水球没有破裂，而是牢牢地粘在球拍上。这时，朱杨柱拿出了包裹着干毛巾的乒乓球拍，只轻轻一碰，水球就像乒乓球一样弹开了。朱杨柱讲解：“除了表面张力使水球不容易破裂之外，毛巾表面还布满了疏水的微绒毛，有很好的疏水性能。”

　　随着镜头的转换，朱杨柱带着大家来到了一个一米见方的标准网格布前，他拿出一个质量为500克、直径是49.5毫米的实心钢球，放到网格布中间。桂海潮也拿出了一个一模一样的钢球，抛出去碰撞之前那个静止的钢球，只见静止的钢球开始了运动，而被抛出去的钢球却静止了。桂海潮接着拿出一个质量为100克的小钢球，用小球去碰大球。小球碰到大球之后调转了方向，大球却沿着小球初始的运动方向继续前进。桂海潮说：“同学们通过计算就可以发现，刚才我们演示的这些碰撞无论是接近于正碰的情况，还是斜碰的情况都满足动量守恒。”

　　在“又见陀螺实验”中，桂海潮手握快速自转的陀螺，陀螺自转时，他改变陀螺的方向时，自己也发生了转身。“陀螺快速自转具有了比较大的角动量，我改变陀螺方向的时候它的角动量就产生了显著变化，跟我的手产生了比较大的反作用力矩，让我轻松实现了转身。”桂海潮接着向同学们科普，“空间站就是用了同样的原理在太空当中转身。”

　　天地互动精彩无限

　　本次授课活动分别在北京、内蒙古阿拉善盟、陕西延安、安徽桐城及浙江宁波设置了5个地面课堂，各地面课堂学生纷纷向航天员老师提问。

　　内蒙古同学提问：“空间站上能看见太空垃圾吗？针对太空垃圾，空间站采取了哪些防护措施？”景海鹏回答：“首先它们确实存在，而且还不少，对我们空间站的危害也不小……不过我们的科技人员会时刻盯着它们的一举一动，一旦对空间站有威胁，我们就会采取相应的措施，比如说通过轨道机动等方式，进行主动规避。同时，我们空间站还有一些特殊的防护装备，就好像穿了一副铠甲一样，即使碰到空间碎片我们也会安然无恙。”

　　“太空中没有明显的参照物，请问航天员是怎么判断空间站的姿态和轨道发生变化的呢？”面对北京同学的提问，桂海潮对问题的专业度给出认可，他笑着回答：“空间站上有特殊的敏感器，比如地球敏感器、太阳敏感器、恒星敏感器等等，这些敏感器就像一双双敏锐的眼睛，可以准确地测量地球、太阳、恒星的方向，就可以确定空间站的姿态了……此外，空间站在太空中的飞行是有特定规律的，这个规律就是轨道力学。运用轨道力学，我们不仅可以知道空间站现在在哪儿，还能预报出它接下来要飞到哪儿。所以，对于航天员来说，只需要打开仪表，空间站所有的信息就一目了然了。”

　　欢乐的课堂时光总是过得很快，三位“太空教师”在课程最后为同学们送上了美好的祝愿。

　　“这次天宫课堂活动覆盖到大学生群体，对我们飞行器设计专业的学生很有意义。”北京航空航天大学宇航学院副教授、北京地面课堂教师张晓天说。在北京地面课堂提问的北京航空航天大学宇航学院学生吴��激动地告诉记者：“作为宇航学子，未来的中国航天人，这次对话坚定了我的理想与方向，鼓励我努力学习、早日投身国家航天事业的建设中。”

　　（本报记者 章文）