学生在北京中国科技馆观看王亚平（右）展示如何在太空中饮用再生水
12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，这是中国空间站首次太空授课活动。
在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。此次太空授课活动进行了全程现场直播，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共1420名中小学生代表参加现场活动。
“太空教师”讲了啥？
微重力环境下演示细胞学实验等
据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲。太空教师翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，这是中国空间站首次太空授课活动。
在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。
此次太空授课活动进行了全程现场直播，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共1420名中小学生代表参加现场活动。
授课活动由中国载人航天工程办公室联合教育部、科技部、中国科协、中央广播电视总台共同主办，中国科技馆及载人航天工程相关参研参试单位提供支持。后续，“天宫课堂”将持续开展太空授课活动，积极传播载人航天知识和文化，持续开展形式多样、内容丰富的航天科普教育。
直播画面如何传回？
高速数传终端在太空授课中“担重任”
据悉，中国空间站首次太空授课活动面向全球进行直播。直播对于网友而言并不陌生，但由中国航天员担任“太空教师”的太空直播间是如何将内容从空间站传回地球的呢？
公开资料显示，该技术离不开中国电子科技集团公司第十研究所智慧的力量——中继卫星天链一号03星高速数传终端。天链系列卫星主要用于为飞船、空间技术实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，为中低轨道遥感、测绘、气象等卫星提供数据中继和测控服务，为航天器发射提供测控支持。
高速数传终端在本次太空授课中，承担着将空间站通过天链一号03星转发的下行的宽带视频信号进行解调译码，并实时分发给中心服务器进行数据处理的重要作用，共有4台高速数传终端参与此次任务，在整个任务期间，高速数传终端工作稳定，可靠地保障了此次太空授课任务的顺利实施。
据了解，从2016年通过天链一号高速数传与神舟十一号航天员通话，到此次通过天链二号高速数传与神舟十二号航天员通话，再到如今“天宫课堂”全球直播，都有中国电子科技集团公司第十研究所的身影。
“天宫课堂”有何意义？
实现中国空间站授课“零突破”
其实，这不是第一次中国航天员在太空授课。2013年6月20日航天员王亚平在聂海胜、张晓光协助下进行首次太空讲授陀螺运动演示。在两位师兄的帮助下，王亚平在失重状态下完成了5个基础物理实验：质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球。航天员演示的奇妙物理现象在无数孩子的心底播下了一颗有关星辰大海的种子。
对于太空授课活动，航空航天专家宋忠平评论称，此次授课意义重大，实现了中国空间站授课零的突破，“这次的课程叫做‘天宫课堂’课，这预示着我们的‘天宫课堂’将成为系列课程，是太空授课常态化的开始。”
他还表示，从直播中可以看到，各地的青少年兴趣盎然，提问踊跃，这侧面说明太空授课非常成功，对于中国面向青少年的太空科普作用巨大。另外，中国的“天宫课堂”面向全球直播，不但会带动中国的青少年踊跃学习、探索航空航天知识，同时有益于带动全球青少年对太空的向往。“就像王亚平在授课中提到的，青少年学生朋友是祖国的花朵、中国航天事业的未来，甚至于人类航天事业的未来，正是在青少年身上。”
对于太空授课的难点，宋忠平认为是空间站等平台的搭建。他表示：“实际上，太空通讯、直播等技术性难题，对于已经解决了绕月飞行、火星车落火等难题的中国而言，不是什么难事。而空间站授课的最大瓶颈，其实正是空间站本身的建造建设。对比国际空间站寿命即将到期，中国的空间站未来一段时间里可能会是人类唯一的空间站，这本身就足以证明中国的实力和对全人类做出的贡献。”
课堂互动
泡腾片与水球相遇会发生什么变化？
听课学生与“太空教师”同步进行实验
在地球上，泡腾片遇到水之后会产生很多气泡，那么在太空，泡腾片与水球相遇会发生什么变化？在“天宫课堂”上，太空教师王亚平做了这样一个实验。只见泡腾片在水球里不断冒泡，但在失重环境下，气泡虽然不断产生，但并没有离开水球。而随着气泡不断增多，水球逐渐变成了一个充满欢乐的气泡球。
北京青年报记者注意到，在国内观看课程直播的众多学生，和在太空中的王亚平同步进行着泡腾片入水实验。“天地”实验的差异，让学生更加形象地观察到物理规律的异同。
此外，在昨天进行的“天宫课堂”中，王亚平在翟志刚、叶光富的辅助下，拿出了一朵和女儿一起完成的折纸花向大家演示了水膜试验。随后，这朵花在太空中绽放。
资料显示，失重环境会导致人体的血液分布和地面不同，下肢的血液会上涌，进而影响人体的健康，如何减轻失重对身体的影响？“天宫课堂”上，太空教师翟志刚展示了航天员的秘密武器。
翟志刚在直播里展示称：“同学们，失重对我们的心血管有影响，对我们的骨骼有影响，对我们的肌肉有影响。为了防护失重导致我们肌肉萎缩，在我们空间站里，除了有跑台、自行车、拉力器以外，还有一件秘密武器。”
他指向充当“模特”的叶光富解释称：“叶老师穿的这身衣服从外表上看没有什么区别，但胸部拉带的两个调节环，可用来调节胸部弹力拉带的松紧。通过这些拉带把人体给束缚紧，使肌肉可以长时间保持一定的张力，就可以有效预防失重带给我们的肌肉萎缩，这套衣服的名字就叫企鹅服。”
第三位太空教师叶光富在“天宫课堂”里展示了太空中细胞的神奇变化。叶光富在讲授中展示了心肌细胞在荧光显微镜下观察到的画面。“同学们有没有看到有一闪一闪的荧光，知道这是为什么吗？其实这是细胞自身生物电的一种反应，因为这些细胞是活的，我们是利用生物电激发荧光这么一个特殊的手段才能看到这样一种画面。”
专家访谈
太空授课内容选择有讲究
教具重量体积“精打细算”
“天宫课堂”第一课顺利开讲，这是中国空间站首次太空授课直播，那么这一课有何特别之处？国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光日前接受媒体采访时对此进行了解读。
太空授课中航天员与地面工作人员分别需要做哪些准备？杨宇光表示，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。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。
杨宇光称，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。他表示，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。
杨宇光表示，未来航天科普教育活动可以从广度和深度两个方向发展。一是教学内容范围更广泛，不仅限于微重力条件下的物理化学现象，也可以介绍太空科学研究和工程研究；二是可以开展更多有深度、有影响力的活动，中国已经有学生制作的立方星，随着航天发射任务搭载进入太空，未来也可以有学生设计的空间科学实验进入太空，比如美国的航天飞机曾搭载中国学生设计的科学实验项目飞天，其中一个实验是研究草履虫在失重环境下的生长繁殖。（本版文/北京青年报记者 李岩 部分综合中新社 统筹/刘晓雪 供图/新华社）
