師說
“天宮課堂”把孩子們的好奇變成夢想
“飛天夢永不失重，科學夢張力無限。”3月23日，“天宮課堂”第二講開課，美麗的太空“冰雪”，水球連接起的液橋，離心作用下的水油分離，以及直線飛出的冰墩墩令人印象深刻。與2021年12月9日第一講中展示的太空花朵、泡騰片水球這些實驗一樣，它們都是空間站微重力環境下產生的神奇物理現象。值得注意的是，本次授課內容有一個明顯的變化：航天員老師在展示現象、解釋原理的基礎上，增加了更高階、更專業的科學知識，尤其是空間科學設施的介紹和展示，讓公眾對空間科學的研究與應用有了進一步的認識。
在“天宮課堂”第二次授課籌備之初，授課專家和航天團隊就達成了共識，希望把公眾對空間站本能的好奇變成一種更加理性的了解和認識，將國家太空實驗室的概念廣泛傳播。在軌的神舟十三號載人飛行任務，就是建成國家太空實驗室前關鍵技術驗證的最后一次飛行任務，今年還將發射神舟十四號、神舟十五號載人飛船，天舟四號、天舟五號貨運飛船，以及問天、夢天實驗艙，完成在軌建造，最終形成T字構型。未來，國家太空實驗室還將開展大規模的空間科學、空間應用和空間技術方面的驗證和研究，帶動科學的進步和技術的發展。
中國載人航天工程總設計師周建平曾說，“造船為建站，建站為應用”，這是20世紀80年代863計劃論證載人飛船時就明確提出的目標。空間站的微重力特性，為許多領域的科學研究提供了寶貴的實驗環境，也讓未來空間站科研成果在各領域的應用成為可能。本次太空授課的課程內容也都聚焦于此。
航天員老師介紹的高微重力實驗柜，比空間站艙內微重力水平提高了100到1000倍，可以開展更精密的科學實驗，對于物理學研究非常重要。另一個提到的無容器材料實驗柜，是材料研究的“神器”，可以更精確地測量實驗樣品的重要物理特性，對我國材料研究和材料學發展至關重要。回頭再看航天員老師做的水油分離和太空“冰雪”，正是對兩個實驗柜特性的直觀體現。
一段小小的液橋，在科研領域，可以用來研究物質的流動和能量的交換，還是探索流體力學中湍流問題的重要載體。看似最簡單的平拋，也啟發了牛頓提出高山大炮思想實驗，進而推導出第一宇宙速度。如果我們不認識平拋，不了解牛頓高山大炮這樣的思想實驗，也就無法發射人造衛星和空間站。可以看出，有趣的實驗現象背后，凝聚的其實是無數科學家、科研工作者以及航天人長期以來的心血和努力。
科普不是目的，科普是手段。太空授課是當今青少年認識太空、了解航天的重要途徑，在傳授知識之外，傳授科學方法、傳承航天精神、激發探索興趣，是太空授課更為深遠的意義。也正是因為其產生的巨大影響力，在今年2月14舉辦的“典贊·2021科普中國”揭曉盛典上，神舟十三號飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富獲得了“科普中國最高榮譽”。
如果說“天宮課堂”第一課為青少年種下了一棵好奇的種子，那么第二課就是提供養分讓這顆種子生根發芽，把好奇變成夢想。而在天宮課堂之外，懷揣航天夢的青少年們也能夠通過中國空間站科創體驗基地走近航天科技、展示科技創意，在參與航天科普教育與科創活動的過程中，成長為具備科學家潛質的“航天預備人才”。
航天事業發展與民族命運緊密相連。從1970年“東方紅一號”拉開中國人探索太空的序幕，到如今即將建成國家太空實驗室，我國的科技力量從崛起到壯大再到領先，為中華民族的日益強大提供了堅實有力的支撐。當今世界百年未有之大變局下，航天事業的長遠發展更需要熱愛航天、熱愛科學的有志青年，其中不僅包括航天員，還有飛行工程師、載荷專家等工程技術人員和科研人員，大學或科研院所等社會相關單位也將成為普通人走進航天領域重要途徑，星辰大海的航天夢也不再遙不可及。
李嘉欣 (中國科技館助理研究員)