与地面授课相比,太空授课有何特殊之处,空间站环境对授课提出哪些要求?
太空授课需要精细准备。从工程技术方面来讲,最大挑战是通畅的通信链路,要保障视频清晰不卡顿,需要“天链”中继卫星、空间站、地面测控站密切配合。另外,太空授课用的辅助教具需要通过天舟货运飞船或随神舟飞船乘组送上空间站。尽管天舟飞船能搭载6吨多的物资,但大多数是航天员生活所需消耗品、科研用品等,留给教具的空间不多,这就需要精打细算。
天和一号核心舱容积约50立方米,比天宫一号大多了,但这一空间大部分是被航天员的科研、生活用品和空间站运行设备所占用,因此和地面授课相比,教具重量、体积都有限制,需经特殊设计和考虑。教具在运送过程中,还会经历超重和剧烈振动的恶劣环境,因此要事先对教具进行振动实验等考核。
此外,太空授课必须考虑失重环境的影响,比如必须保证教具能在失重条件下使用,航天员在失重条件下摄像如何保持稳定,都需要练习。
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太空授课中的实验选择有何讲究?有哪些类别的课程更适用于太空授课?
除了对教具的约束条件,在课程遴选方面,天地之间有差别的现象更适合作为授课内容,比如微重力条件下的物理、化学现象等。
航天员在空间站进行的研究包括科学研究和工程研究两大类。前者是对自然现象进行研究,如微重力条件下的流体流动、物体燃烧等物理化学现象,后者包括工程实践,如水净化系统、尿处理系统等。事实上,“神十二”航天员乘组刘伯明之前已经简单介绍了太空饮用水从何而来。
资料图:11月24日,十三乘组的翟志刚与叶光富作为太空摄影师为王亚平拍摄了高清美图。图片来源:中国载人航天工程办公室
十三.
与8年前的太空授课相比,天宫课堂有何不同?安排神舟十三号航天员乘组开展中国空间站首次太空授课有何意义?
与8年前相比,很重要的一点在于中国航天受到的世界关注有了极大不同。最近有个“全球拍天宫”的活动,世界各地的人们争相拍摄中国空间站过境影像。过去这样的活动在国内关注度并不高,但现在中国空间站和航天员备受世界瞩目,这在国外社交媒体上已经有所体现。
第二个不同是中国首次太空授课的社会效益已经逐渐凸显。8年前6000余万中小学生收看了直播,如今有些人已经毕业,甚至成为了航天人,亚平老师当年的教学已经在开花结果,此次“天宫课堂”开讲,是对过去的延续。
另外,相比天宫一号首次太空授课,此次授课时的展示空间更大,通信保障技术更加成熟,可以进行更充分的天地互动。航天员在繁忙的任务期间进行太空授课,体现了国家和载人航天工程办公室对太空科普教育的重视。
资料图:2013年6月20日10时许,我国首次太空授课开始。女航天员王亚平担任主讲,成为中国首位“太空教师”。图为北京人大附中学生认真听讲。 中新社记者 廖攀 摄
太空授课对中小学生有何启蒙作用?
美国上个世纪六七十年代,不少孩子都曾受阿波罗登月的激励,对工程和自然科学产生浓厚兴趣,这也为美国90年代的经济飞跃提供了人才基础。其实在国内也有类似现象,杨利伟首次飞天、王亚平首次太空授课都极大提升了中小学生对宇宙探索、物理学、数学等方面的兴趣,这不仅对中国航天的人才梯队建设非常重要,对推动国家在工程、自然科学等方面的发展也有不可估量的作用。
目前国内外太空授课、太空科普工作情况如何?
首次太空授课经历了曲折的过程。美国曾推出“太空教师计划”,1986年挑战者号失事,麦考利夫遇难,后来该项计划取消。芭芭拉·摩根则通过训练遴选,成为NASA的职业宇航员,并于2007年在国际空间站上进行了人类首次正规的太空授课。
其实国际上简单的太空科普活动很频繁,有利用中继卫星实时连线的,也有录播的,形式多样。比如马来西亚宇航员舒克尔、韩国首位女宇航员李素妍都曾在太空开展科普活动。这样的活动在国外非常普遍,并不仅限于航天大国,这也足见各国对太空教育活动的认可度和重视度。
过去曾有业余无线电爱好者利用国际电联提供的频率,自己制作无线电台。当时和平号空间站设置了专门的电台,当它经过某地上空时,宇航员就可通过电台与当地的无线电爱好者直接通话,无需通过中继卫星或地面站。
虽然国际上这种非正式的太空科普活动很频繁,但像中国这样的正式的太空授课仍然很少,所以其意义是非常突出的。
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来源:科普中国