“天宮課堂”將開(kāi)講，中國(guó)空間站首次太空授課有何門(mén)道？

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

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資料圖：王亞平神舟十號(hào)太空授課

以下為訪談實(shí)錄摘編：

太空授課教具需經(jīng)特殊設(shè)計(jì)和考慮

問(wèn)：中國(guó)空間站即將進(jìn)行首次太空授課活動(dòng)。對(duì)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(duì)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(lái)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(cè)控站密切配合。另外，太空授課用的輔助教具需要通過(guò)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(hào)核心艙容積約50立方米，比天宮一號(hào)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(jì)和考慮。教具在運(yùn)送過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)歷超重和劇烈振動(dòng)的惡劣環(huán)境，因此要事先對(duì)教具進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(wèn)：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(cè)試、單擺運(yùn)動(dòng)、陀螺運(yùn)動(dòng)、制作水膜與水球等實(shí)驗(yàn)。太空授課中的實(shí)驗(yàn)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(duì)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?jī)纱箢悺Ｇ罢呤菍?duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行研究，如微重力條件下的流體流動(dòng)、物體燃燒等物理化學(xué)現(xiàn)象，后者包括工程實(shí)踐，如水凈化系統(tǒng)、尿處理系統(tǒng)等。事實(shí)上，“神十二”航天員乘組劉伯明之前已經(jīng)簡(jiǎn)單介紹了太空飲用水從何而來(lái)。我認(rèn)為未來(lái)這些都可以作為教學(xué)的重要內(nèi)容，由航天員現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)

問(wèn)：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(yàn)？安排神舟十三號(hào)航天員乘組開(kāi)展中國(guó)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(diǎn)在于中國(guó)航天受到的世界關(guān)注有了極大不同。最近有個(gè)“全球拍天宮”的活動(dòng)，世界各地的人們爭(zhēng)相拍攝中國(guó)空間站過(guò)境影像。我在很久以前就開(kāi)始拍攝天宮和國(guó)際空間站，過(guò)去這樣的活動(dòng)在國(guó)內(nèi)關(guān)注度并不高，但現(xiàn)在中國(guó)空間站和航天員備受世界矚目，這在國(guó)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(gè)不同是中國(guó)首次太空授課的社會(huì)效益已經(jīng)逐漸凸顯。8年前6000余萬(wàn)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(kāi)花結(jié)果，此次“天宮課堂”開(kāi)講，是對(duì)過(guò)去的延續(xù)。

另外，相比天宮一號(hào)首次太空授課，此次授課時(shí)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(dòng)。航天員在繁忙的任務(wù)期間進(jìn)行太空授課，體現(xiàn)了國(guó)家和載人航天工程辦公室對(duì)太空科普教育的重視。

問(wèn)：中國(guó)載人航天工程辦公室近日收到了2013年“太空班”學(xué)生寫(xiě)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(mèng)的種子。您認(rèn)為，太空授課對(duì)中小學(xué)生有何啟蒙作用？

楊宇光：美國(guó)上個(gè)世紀(jì)六七十年代，不少孩子都曾受阿波羅登月的激勵(lì)，對(duì)工程和自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣，這也為美國(guó)90年代的經(jīng)濟(jì)飛躍提供了人才基礎(chǔ)。其實(shí)在國(guó)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(duì)宇宙探索、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的興趣，這不僅對(duì)中國(guó)航天的人才梯隊(duì)建設(shè)非常重要，對(duì)推動(dòng)國(guó)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(wèn)：2007年，外國(guó)宇航員在國(guó)際空間站完成了首次太空授課，能否請(qǐng)您介紹一下國(guó)外太空教學(xué)的歷史？目前國(guó)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(guò)程。美國(guó)曾推出“太空教師計(jì)劃”（Teacher in Space Project），并從幾萬(wàn)份申請(qǐng)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(hào)失事，麥考利夫遇難，后來(lái)該項(xiàng)計(jì)劃取消。芭芭拉·摩根則通過(guò)訓(xùn)練遴選，成為NASA的職業(yè)宇航員，并于2007年在國(guó)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(shí)國(guó)際上簡(jiǎn)單的太空科普活動(dòng)很頻繁，有利用中繼衛(wèi)星實(shí)時(shí)連線的，也有錄播的，形式多樣。比如馬來(lái)西亞宇航員舒克爾、韓國(guó)首位女宇航員李素妍都曾在太空開(kāi)展科普活動(dòng)。這樣的活動(dòng)在國(guó)外非常普遍，并不僅限于航天大國(guó)，這也足見(jiàn)各國(guó)對(duì)太空教育活動(dòng)的認(rèn)可度和重視度。

再如，過(guò)去曾有業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者利用國(guó)際電聯(lián)提供的頻率，自己制作無(wú)線電臺(tái)。當(dāng)時(shí)和平號(hào)空間站設(shè)置了專門(mén)的電臺(tái)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)某地上空時(shí)，宇航員就可通過(guò)電臺(tái)與當(dāng)?shù)氐臒o(wú)線電愛(ài)好者直接通話，無(wú)需通過(guò)中繼衛(wèi)星或地面站。

值得一提的是，雖然國(guó)際上這種非正式的太空科普活動(dòng)很頻繁，但像中國(guó)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(wèn)：隨著中國(guó)空間站長(zhǎng)期在軌運(yùn)行，中國(guó)首個(gè)太空科普教育品牌“天宮課堂”將系列化推出，將由中國(guó)航天員擔(dān)任“太空教師”，采取天地協(xié)同互動(dòng)方式開(kāi)展。未來(lái)中國(guó)系列化開(kāi)展太空科普教育活動(dòng)有何意義？在航天科普方面，中國(guó)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(kāi)公眾的理解和支持。現(xiàn)在航天活動(dòng)越發(fā)成熟，尤其是中國(guó)航天事業(yè)已從早期的技術(shù)積累和驗(yàn)證，到如今開(kāi)花結(jié)果，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供回報(bào)和助力。但也有一部分航天活動(dòng)，如載人航天、深空探測(cè)和空間科學(xué)等，高投入、高門(mén)檻、回報(bào)周期長(zhǎng)。

對(duì)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(diǎn)，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(guó)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(shuō)是一件水到渠成的事情。

未來(lái)航天科普教育活動(dòng)可以從廣度和深度兩個(gè)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(kāi)展更多有深度、有影響力的活動(dòng)，中國(guó)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(lái)也可以有學(xué)生設(shè)計(jì)的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入太空，比如美國(guó)的航天飛機(jī)曾搭載中國(guó)學(xué)生設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目飛天，其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是研究草履蟲(chóng)在失重環(huán)境下的生長(zhǎng)繁殖。

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