“天宮課堂”將開(kāi)講，中國(guó)空間站首次太空授課有何門道？

　　“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。

　　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)。

視頻截圖

　　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。

　　資料圖：11月24日，十三乘組的翟志剛與葉光富作為太空攝影師為王亞平拍攝了高清美圖。圖片來(lái)源：中國(guó)載人航天工程辦公室

　　“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。

　　資料圖：2013年6月20日10時(shí)許，我國(guó)首次太空授課開(kāi)始。女航天員王亞平擔(dān)任主講，成為中國(guó)首位“太空教師”。圖為北京人大附中學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講。 中新社記者 廖攀 攝

　　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。

直播截圖

　　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?，F(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。

　　作者：馬帥莎