“天宮課堂”將開講，中國空間站首次太空授課有何門道？

“天宮課堂”即將開講，這是中國空間站首次太空授課直播。站在400公里天外“最高”講臺授課有何講究？“天宮課堂”第一講有何特別？人們對未來的太空課堂可以有哪些期待？國際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會副主席楊宇光接受中新社記者專訪，解讀上述問題。

訪問：

阿里云服務(wù)器精選特惠 爆款免費(fèi)試用3個月

資料圖：王亞平神舟十號太空授課

以下為訪談實錄摘編：

太空授課教具需經(jīng)特殊設(shè)計和考慮

問：中國空間站即將進(jìn)行首次太空授課活動。對于太空授課，航天員與地面工作人員分別需要做哪些準(zhǔn)備？與地面授課相比，太空授課有何特殊之處，空間站環(huán)境對授課提出哪些要求？

楊宇光：太空授課需要精細(xì)準(zhǔn)備。從工程技術(shù)方面來講，最大挑戰(zhàn)是通暢的通信鏈路，要保障視頻清晰不卡頓，需要“天鏈”中繼衛(wèi)星、空間站、地面測控站密切配合。另外，太空授課用的輔助教具需要通過天舟貨運(yùn)飛船或隨神舟飛船乘組送上空間站。盡管天舟飛船能搭載6噸多的物資，但大多數(shù)是航天員生活所需消耗品、科研用品等，留給教具的空間不多，這就需要精打細(xì)算。

天和一號核心艙容積約50立方米，比天宮一號大多了，但這一空間大部分是被航天員的科研、生活用品和空間站運(yùn)行設(shè)備所占用，因此和地面授課相比，教具重量、體積都有限制，需經(jīng)特殊設(shè)計和考慮。教具在運(yùn)送過程中，還會經(jīng)歷超重和劇烈振動的惡劣環(huán)境，因此要事先對教具進(jìn)行振動實驗等考核。

此外，太空授課必須考慮失重環(huán)境的影響，比如必須保證教具能在失重條件下使用，航天員在失重條件下攝像如何保持穩(wěn)定，都需要練習(xí)。

問：2013年，航天員王亞平在聶海勝、張曉光協(xié)助下進(jìn)行了首次太空授課，演示了質(zhì)量測試、單擺運(yùn)動、陀螺運(yùn)動、制作水膜與水球等實驗。太空授課中的實驗選擇有何講究？有哪些類別的課程更適用于太空授課？

楊宇光：除了對教具的約束條件，在課程遴選方面，天地之間有差別的現(xiàn)象更適合作為授課內(nèi)容，比如微重力條件下的物理、化學(xué)現(xiàn)象等。

航天員在空間站進(jìn)行的研究包括科學(xué)研究和工程研究兩大類。前者是對自然現(xiàn)象進(jìn)行研究，如微重力條件下的流體流動、物體燃燒等物理化學(xué)現(xiàn)象，后者包括工程實踐，如水凈化系統(tǒng)、尿處理系統(tǒng)等。事實上，“神十二”航天員乘組劉伯明之前已經(jīng)簡單介紹了太空飲用水從何而來。我認(rèn)為未來這些都可以作為教學(xué)的重要內(nèi)容，由航天員現(xiàn)場進(jìn)行更細(xì)致深入的演示。

“天宮課堂”可以進(jìn)行更充分天地互動

問：此次太空授課將面向全球直播，與8年前的太空授課相比，此次太空授課將有何不同？8年前的太空授課積累了哪些經(jīng)驗？安排神舟十三號航天員乘組開展中國空間站首次太空授課有何意義？

楊宇光：與8年前相比，我認(rèn)為很重要的一點在于中國航天受到的世界關(guān)注有了極大不同。最近有個“全球拍天宮”的活動，世界各地的人們爭相拍攝中國空間站過境影像。我在很久以前就開始拍攝天宮和國際空間站，過去這樣的活動在國內(nèi)關(guān)注度并不高，但現(xiàn)在中國空間站和航天員備受世界矚目，這在國外社交媒體上已經(jīng)有所體現(xiàn)。這次面向全球直播，相信將獲得更多世界關(guān)注。

第二個不同是中國首次太空授課的社會效益已經(jīng)逐漸凸顯。8年前6000余萬中小學(xué)生收看了直播，如今有些人已經(jīng)畢業(yè)，甚至成為了航天人，亞平老師當(dāng)年的教學(xué)已經(jīng)在開花結(jié)果，此次“天宮課堂”開講，是對過去的延續(xù)。

另外，相比天宮一號首次太空授課，此次授課時的展示空間更大，通信保障技術(shù)更加成熟，可以進(jìn)行更充分的天地互動。航天員在繁忙的任務(wù)期間進(jìn)行太空授課，體現(xiàn)了國家和載人航天工程辦公室對太空科普教育的重視。

問：中國載人航天工程辦公室近日收到了2013年“太空班”學(xué)生寫給王亞平老師的信件，紛紛表示8年前的太空授課給他們種下了航天夢的種子。您認(rèn)為，太空授課對中小學(xué)生有何啟蒙作用？

楊宇光：美國上個世紀(jì)六七十年代，不少孩子都曾受阿波羅登月的激勵，對工程和自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣，這也為美國90年代的經(jīng)濟(jì)飛躍提供了人才基礎(chǔ)。其實在國內(nèi)也有類似現(xiàn)象，楊利偉首次飛天、王亞平首次太空授課都極大提升了中小學(xué)生對宇宙探索、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的興趣，這不僅對中國航天的人才梯隊建設(shè)非常重要，對推動國家在工程、自然科學(xué)等方面的發(fā)展也有不可估量的作用。

建立公眾和航天之間的橋梁格外重要

問：2007年，外國宇航員在國際空間站完成了首次太空授課，能否請您介紹一下國外太空教學(xué)的歷史？目前國內(nèi)外太空授課、太空科普工作情況如何？

楊宇光：首次太空授課經(jīng)歷了曲折的過程。美國曾推出“太空教師計劃”（Teacher in Space Project），并從幾萬份申請中遴選出兩位教師，分別是麥考利夫和芭芭拉·摩根，一主一備。1986年挑戰(zhàn)者號失事，麥考利夫遇難，后來該項計劃取消。芭芭拉·摩根則通過訓(xùn)練遴選，成為NASA的職業(yè)宇航員，并于2007年在國際空間站上進(jìn)行了人類首次正規(guī)的太空授課。

為什么強(qiáng)調(diào)“正規(guī)”？其實國際上簡單的太空科普活動很頻繁，有利用中繼衛(wèi)星實時連線的，也有錄播的，形式多樣。比如馬來西亞宇航員舒克爾、韓國首位女宇航員李素妍都曾在太空開展科普活動。這樣的活動在國外非常普遍，并不僅限于航天大國，這也足見各國對太空教育活動的認(rèn)可度和重視度。

再如，過去曾有業(yè)余無線電愛好者利用國際電聯(lián)提供的頻率，自己制作無線電臺。當(dāng)時和平號空間站設(shè)置了專門的電臺，當(dāng)它經(jīng)過某地上空時，宇航員就可通過電臺與當(dāng)?shù)氐臒o線電愛好者直接通話，無需通過中繼衛(wèi)星或地面站。

值得一提的是，雖然國際上這種非正式的太空科普活動很頻繁，但像中國這樣的正式的太空授課仍然很少，所以其意義是非常突出的。

問：隨著中國空間站長期在軌運(yùn)行，中國首個太空科普教育品牌“天宮課堂”將系列化推出，將由中國航天員擔(dān)任“太空教師”，采取天地協(xié)同互動方式開展。未來中國系列化開展太空科普教育活動有何意義？在航天科普方面，中國空間站還可以發(fā)揮哪些作用？

楊宇光：航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開公眾的理解和支持。現(xiàn)在航天活動越發(fā)成熟，尤其是中國航天事業(yè)已從早期的技術(shù)積累和驗證，到如今開花結(jié)果，為國民經(jīng)濟(jì)提供回報和助力。但也有一部分航天活動，如載人航天、深空探測和空間科學(xué)等，高投入、高門檻、回報周期長。

對此，建立公眾和航天之間的橋梁顯得格外重要，有必要讓公眾了解這些特點，理解和支持航天事業(yè)。相比衛(wèi)星等航天器，載人航天更適合進(jìn)行航天科普教育，而中國也將太空科普教育作為空間站的重要職能之一，太空授課應(yīng)當(dāng)說是一件水到渠成的事情。

未來航天科普教育活動可以從廣度和深度兩個方向發(fā)展。一是教學(xué)內(nèi)容范圍更廣泛，不僅限于微重力條件下的物理化學(xué)現(xiàn)象，也可以介紹太空科學(xué)研究和工程研究；二是可以開展更多有深度、有影響力的活動，中國已經(jīng)有學(xué)生制作的立方星，隨著航天發(fā)射任務(wù)搭載進(jìn)入太空，未來也可以有學(xué)生設(shè)計的空間科學(xué)實驗進(jìn)入太空，比如美國的航天飛機(jī)曾搭載中國學(xué)生設(shè)計的科學(xué)實驗項目飛天，其中一個實驗是研究草履蟲在失重環(huán)境下的生長繁殖。

關(guān)鍵詞： 視點·觀察 “天宮課堂”將開講，中國空間站首次太空授課