“太空探索永無止境，同學(xué)們好(hǎo)(hǎo)！”

　　随著(zhe)熟悉的(de)開場白傳來，天宮課堂第三課10月12日在(zài)中國空間站開講。神舟十四号飛行(xíng)乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次“飛”到鏡頭前，面向廣大青少年進行(xíng)太空授課，來自全國的(de)中小學(xué)生共同觀看了這(zhè)堂太空科(kē)普課。

　　相比前兩次天宮課堂，此次“解鎖”了一個(gè)全新(xīn)且更加寬敞的(de)“太空教室”——問天實驗艙。此次太空授課的(de)第一個(gè)環節，就是向同學(xué)們介紹全新(xīn)的(de)“教室”。

　　問天實驗艙于7月24日發射升空，是中國空間站“天宮”的(de)組成部分。該實驗艙由中國航天科(kē)技集團五院抓總研制，由工作艙、氣閘艙及資(zī)源艙三部分組成，艙體總長(cháng)17.9米，直徑4.2米，約為(wèi)6層樓高(gāo)，是全世界現役最大單體載人航天器(qì)，也是中國空間站首個(gè)實驗艙段。

　　跟随蔡旭哲的(de)鏡頭，首先映入眼簾的(de)是問天實驗艙的(de)“站立”睡眠區(qū)，艙壁上貼著(zhe)蔡旭哲與家人的(de)合影。

　　“問天實驗艙睡眠區(qū)的(de)方向和核心艙是不(bù)同的(de)，核心艙是橫向的(de)，而問天實驗艙則是縱向的(de)，在(zài)地(dì)面我(wǒ)們可沒辦法這(zhè)樣睡覺；但(dàn)在(zài)微重力環境下，航天員在(zài)任意方向睡眠的(de)感覺都一樣，因此可根據設計(jì)需要來安排睡眠區(qū)方向。”劉洋說(shuō)。

　　通過鏡頭，航天員對工作生活場景進行(xíng)了展示，并介紹了問天實驗艙所搭載的(de)實驗櫃等設施設備。其中，生命生态科(kē)學(xué)實驗櫃引發孩子(zi)們的(de)關注。

　　這(zhè)個(gè)實驗櫃就像動植物(wù)的(de)“太空旅館”，由一個(gè)個(gè)像小房(fáng)間一樣的(de)模塊組成，每個(gè)房(fáng)間對應不(bù)同的(de)研究對象，用(yòng)于探究太空中的(de)微重力和輻射對生物(wù)個(gè)體生長(cháng)、發育與衰老的(de)影響。

　　劉洋以其中的(de)水(shuǐ)稻為(wèi)例，經過70多天的(de)生長(cháng)，水(shuǐ)稻已經從飽滿的(de)種子(zi)變成了水(shuǐ)稻植株。不(bù)過，它們的(de)樣子(zi)看起來“東倒西歪”。這(zhè)主要是因為(wèi)失去了重力的(de)刺激，水(shuǐ)稻的(de)生長(cháng)方向也變得雜亂無章了。

　　“我(wǒ)們在(zài)空間站種植的(de)水(shuǐ)稻、小麥都展示了勃勃生機，期待在(zài)空間站收獲自己種植的(de)稻米。或許未來在(zài)月球、火(huǒ)星，也能實現袁隆平院士的(de)‘禾下乘涼夢’。”陳冬說(shuō)。

　　“太空旅館”除了培育水(shuǐ)稻，還“住著(zhe)”拟南芥。陳冬利用(yòng)科(kē)學(xué)手套箱為(wèi)大家展示了拟南芥剪株操作，據他(tā)介紹，“小南”非常适應太空生活，長(cháng)勢很好(hǎo)(hǎo)，未來會(huì)将這(zhè)些采集到的(de)“小南”樣品帶回地(dì)球研究。

　　陳冬說(shuō)，“除了種植拟南芥和水(shuǐ)稻，在(zài)生命生态實驗櫃下面的(de)‘房(fáng)間’，還可以養殖斑馬魚、線蟲等動物(wù)。”

　　鏡頭轉向生物(wù)技術實驗櫃。這(zhè)個(gè)實驗櫃相當于太空中的(de)一個(gè)小型生物(wù)實驗室，陳冬介紹，它主要是以細胞、組織、蛋白質等生物(wù)樣品為(wèi)對象進行(xíng)研究的(de)科(kē)研設備，裡(lǐ)面配置了各種先進的(de)細胞培養和檢測儀器(qì)。

　　“它最厲害的(de)地(dì)方是‘全自動’——航天員隻需将實驗單元裝載到實驗模塊中，啟動實驗，就可以開展細胞的(de)增殖分化(huà)(huà)等實驗，并且可以像看電影一樣，實時觀察細胞樣品的(de)變化(huà)(huà)過程。”陳冬說(shuō)。

　　相比于上一個(gè)“太空教室”天和核心艙，問天實驗艙擁有更大的(de)教學(xué)空間。當天，3名“太空教師(shī)”還在(zài)這(zhè)裡(lǐ)演示了水(shuǐ)球變“懶”實驗、太空趣味飲水(shuǐ)、“會(huì)調頭的(de)扳手”等神奇現象。

　　中國航天科(kē)技集團五院空間技術實驗分系統主任設計(jì)師(shī)李喆介紹，作為(wèi)我(wǒ)國空間站的(de)首個(gè)實驗艙，問天實驗艙擁有強大的(de)空間科(kē)學(xué)實驗能力，不(bù)僅艙內(nèi)實驗能力比天和核心艙大幅提升，還能夠開展大規模艙外實驗。

　　“問天實驗艙裝載了8個(gè)實驗櫃、22個(gè)艙外載荷适配器(qì)，就像是把一個(gè)大型科(kē)學(xué)實驗室搬到了太空。”李喆說(shuō)。

　　事實上，問天實驗艙不(bù)僅僅是空間站上的(de)第二個(gè)“太空教室”，也是空間站的(de)重要保障，讓中國空間站的(de)在(zài)軌運行(xíng)風險更加可控，在(zài)軌長(cháng)壽命運行(xíng)更加可靠。

　　雖然“太空教師(shī)”們處于距地(dì)面400公裡(lǐ)的(de)中國空間站，但(dàn)在(zài)天地(dì)連線中，這(zhè)堂課畫面圖像清晰、語音清脆響亮(liàng)(liàng)，3名航天員也能清楚地(dì)看到地(dì)面課堂內(nèi)孩子(zi)們的(de)一舉一動，進行(xíng)實時課堂互動。李喆說(shuō)，在(zài)“天”與“地(dì)”順暢連通的(de)背後，空間站測控與通信分系統發揮著(zhe)重要的(de)保障作用(yòng)。

　　其第一個(gè)作用(yòng)，就是為(wèi)太空授課配備了圖像話音的(de)采集和通信設備，這(zhè)些設備能夠采集航天員授課的(de)畫面和聲音、記錄課堂實況，通過通信設備将其傳到地(dì)面。第二個(gè)作用(yòng)是提供天地(dì)鍊路(lù)的(de)保障，太空中采集到的(de)課堂畫面和聲音通過天鍊中繼系統和中繼終端産品搭建起來的(de)“太空天路(lù)”傳輸到地(dì)面，地(dì)面上拍(pāi)攝到同學(xué)們的(de)反應也能實時傳輸到空間站，實現雙向傳輸。

　　李喆介紹，實驗櫃采集到的(de)數(shù)據不(bù)僅數(shù)據量巨大，而且許多都需要實時傳輸，這(zhè)就對通信傳輸能力提出了更高(gāo)的(de)要求。研制團隊用(yòng)光纖在(zài)艙內(nèi)打造了一個(gè)帶寬更大、速率更快的(de)局域網，即載荷網。大量的(de)實驗數(shù)據通過載荷網彙集到艙上的(de)中繼天線終端，通過中繼衛星傳到地(dì)面，便于科(kē)研人員開展後續研究。

　　當前，天和核心艙和問天實驗艙處于“L”構型，在(zài)飛行(xíng)姿态的(de)約束下，此次太空授課期間的(de)測控由兩個(gè)艙段接力完成，實現了“太空天路(lù)”無縫銜接。

　　測控團隊特别設計(jì)了一體化(huà)(huà)的(de)“數(shù)據代傳”的(de)飛行(xíng)程序：授課的(de)前半段由問天實驗艙跟蹤中繼衛星，後半段由天和核心艙跟蹤另一顆中繼衛星，而在(zài)中間兩艙同時跟蹤不(bù)同中繼衛星的(de)階段，通過數(shù)據代傳讓兩艙實現信息并網連通，完成“無縫接力”，從而實現了連續測控，保障太空授課的(de)順利進行(xíng)。

　　“天宮課堂”授課專家組成員、北(běi)京交通大學(xué)副教授陳征表示，第一次太空授課在(zài)實驗設計(jì)上更加注重趣味性，首次揭幕太空教室，主要面向小學(xué)生等低年齡群體。第二課在(zài)空間科(kē)學(xué)實驗內(nèi)容上有所增加，讓更多人深入了解航天員在(zài)空間站的(de)工作。從面向的(de)群體來看，轉向初中生。第三課授課內(nèi)容更加深入、更加立體，同學(xué)參與程度更進一步。

　　約50分鐘的(de)太空授課，在(zài)天地(dì)互動中很快過去，授課接近(jìn)尾聲。

　　“我(wǒ)們在(zài)金秋十月一起度過了一段精彩時光，不(bù)久後，我(wǒ)們的(de)夢天實驗艙就要發射入軌，到時我(wǒ)們将見證中國空間站全面建成的(de)曆史時刻。我(wǒ)們非常期待同學(xué)們在(zài)未來可以把我(wǒ)們的(de)太空家園建設得更好(hǎo)(hǎo)！”陳冬說(shuō)。

　　記者 邱晨輝