第一篇:神十太空授課:五個實驗領略奇妙太空世界
這是中國最高的講臺――在遠離地面300多千米的天宮一號,神舟十號航天員聶海勝、張曉光、王亞平為全國青少年帶來神奇的太空一課。
這是中國最大的課堂――從首都北京到祖國四面八方,8萬多所中學、數千萬名師生通過廣播、電視和網絡直播,共同收聽收看航天員太空授課,一同領略奇妙的太空世界。
6月20日上午,中新網記者來到設在中國人民大學附屬中學的太空授課地面課堂,與300余名中小學生一起,現場聆聽航天員老師講課。
序曲:來自太空的問候
10時許,北京市101中學物理教師史藝和人大附中物理教師宓奇登上講臺。簡短的開場白之后,兩位老師為同學們播放了一段精心剪輯的電視短片――《航天員在太空的衣食住行》。盡管同學們早已從科普讀物和影視作品中了解到失重環境的奇妙,可是從大屏幕上看到神舟十號航天員像魚兒一樣自由游弋,仍不時發出陣陣低語和清脆的笑聲。
10時11分,北京航天飛行控制中心報告,已建立與航天員的雙向通信鏈路。神舟十號航天員的身影清晰呈現在大屏幕上,他們身著藍色艙內工作服,面帶微笑向地面課堂的同學們揮手致意:“同學們,你們好!”
“我是王亞平,本次授課由我來主講。”航天員王亞平輕點腳尖,向天宮一號艙內攝像機鏡頭緩緩飛來。為了備好課,這位“主講”可沒少下功夫,不僅精心準備了授課內容,向專業教師虛心請教講課技巧,還對個人形象進行了精心設計――扎起了秀氣的馬尾辮。只不過,在失重環境下,精心梳理的馬尾辮變成了蓬松的“毽子”,惹得同學們笑作一團。
“大家好!我是聶海勝,擔任本次飛行任務的指令長。”指令長屈尊當起了“助教”,負責配合“主講”管理教具,維護課堂秩序。由于天宮一號是精密的飛行器,航天員們的授課活動必須小心進行,既不能動作幅度太大、干擾到正常飛行,還要當心漂浮的實驗器材、液滴影響到航天器安全。
“大家好!我是張曉光,本次太空授課任務,我擔任攝像師。”在失重環境下,保持自身平衡并不容易。張曉光要先用束縛帶把自己固定在艙壁上,再用手持攝像機保持長時間穩定拍攝,才能把太空授課的精彩圖像傳回地面課堂。
實驗一:質量測量演示――
沒有了重量,是否意味著失去質量?
3位航天員老師“站”穩后,先給同學們露了幾手“功夫”――“懸空打坐”、“大力神功”。在失重環境下,航天員們都成了“武林高手”,博得同學們陣陣喝彩。
航天員的表演給同學們帶來了疑問:在地面上,人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體受到的重力,從而計算物體的質量。那么,失重環境下怎樣測質量呢?
航天員老師用天宮一號上的質量測量儀現身說法。他們從天宮一號的艙壁上打開一個支架形狀的裝置,航天員聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位。裝置上的LED屏上顯示出數字:74.0,這表示聶海勝的實測質量是74千克。
王亞平向同學們解釋道,天宮中的質量測量儀,應用的物理學原理是牛頓第二運動定律:F(力)=m(質量)×a(加速度)。質量測量儀上的彈簧能夠產生一個恒定的力F,同時用光柵測速裝置測量出支架復位的速度v和時間t,計算出加速度(a=v/t),就能夠計算出物體的質量(m=F/a)。
認真的王老師還給同學們布置了一道課后思考題:除了運用牛頓第二定律,還有什么辦法可以在失重環境下測量物體的質量?
實驗二:單擺運動演示――
太空中的機械鐘表走得更準還是靜止不動?
演示完質量測量,航天員們又取出一個物理課上常見的實驗裝置――單擺。
T型支架上,用細繩拴著一顆明黃色的小鋼球。王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中。王亞平用手指沿切線方向輕推小球,奇妙的現象出現了,小球開始繞著T型支架的軸心做圓周運動――而在地面對比試驗中,需要施加足夠的力,給小球一個較大的初速度,才能使它繞軸旋轉。
太空實驗趣味無窮,地面課堂的學生們也不失時機地向航天員提出他們關心的問題。人大附中早培班學生徐海博舉手提問:“航天員老師,您在太空中有沒有上下方位感?”
為了回答同學的提問,航天員王亞平在聶海勝的幫助下表演了一套“雜技”動作,分別進行了懸空橫臥和倒立。看到航天員老師的精彩表演,同學們興奮地鼓起掌來。
實際上,航天員在太空中無所謂上和下的方位區別。不過,為了便于工作生活,航天員們為天宮一號人為定義了上和下,把朝向地球的一側定義為下,并專門在“下方”鋪設了地板。
實驗三:陀螺演示――
高速旋轉的陀螺為什么不會倒下?
物理學原理告訴我們,高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性。在太空失重環境下,這一特性更加直觀地呈現出來。
航天員王亞平取出一個紅黃相間的陀螺,把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著飛向遠處。緊接著,王亞平取出一個一模一樣的陀螺,讓它旋轉起來,懸浮在半空中,再用手輕輕一推,旋轉的陀螺不再翻滾,而是保持著固定的軸向,向前飛去。
王亞平介紹說,高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在天宮一號目標飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準地測量航天器的飛行姿態。
實驗四:水膜演示――
天宮里有沒有“飛流直下”的瀑布?
陽光下五彩繽紛的肥皂泡、能夠讓硬幣漂浮的山泉水,總是帶給人們很多遐想。這些都是液體表面張力在發揮著神奇作用。
只不過,在地面上,液體表面張力難以抗衡地球引力的影響,只有經過特殊處理的肥皂水、富含無機鹽的礦泉水才能表現出比較強的張力特性。但是,在太空失重環境下,液體的表面張力特性便突顯出來。
王亞平拿起一個航天員飲用水袋,打開止水夾,水并沒有傾瀉而出。輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動水袋,水珠便懸浮在半空中,與天宮一號艙壁上鮮艷的五星紅旗圖案交相輝映,更顯得美輪美奐。
王亞平笑著說:“如果詩仙李白在天宮里生活,大概就寫不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因為,失重環境下水不可能飛流直下。”
接著,她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個漂亮的水膜。輕輕晃動金屬圈,水膜也不會破裂,只是偶爾會甩出幾顆小水滴。隨后,王亞平又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好。這些在地面難得一見的奇特景象,引起了地面課堂同學們的連聲驚嘆。
實驗五:水球演示――
用神奇的液體表面張力變個“魔法”
液體表面張力的威力竟如此神奇!普通的飲用水還能變成更加神奇的“魔法水球”。
王亞平用金屬圈重新做了一個水膜,然后用飲水袋慢慢地向水膜上注水,不一會兒,水膜就變成了一個亮晶晶的大水球,水球中還有一串珍珠般的小氣泡,仿佛銀河系中的繁星點點。聶海勝取出一支注射器抽出水球中的氣泡,試驗繼續進行。
王亞平用注射器向水球內注入空氣,在水球內產生了兩個標準的球形氣泡,氣泡既沒有被擠出水球,也沒有融合到一起。
水球也沒有爆裂。
緊接著,王亞平又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴散開來,晶瑩透亮的水球變成了粉紅色,令人嘖嘖稱奇。
尾聲:寄語未來追夢人
太空中的獨特環境,不僅可以給人們帶來奇妙的體驗,還能夠實實在在地為人類造福。
王亞平介紹說,在失重環境下,人們能夠獲取結構更加均勻完整、尺寸更大的半導體晶體,有利于開展材料學基礎性研究,優化和改進地面生產工藝。失重條件下冷原子鐘的頻率穩定度會大大提高,可以應用于高精度的衛星導航定位系統??
奇妙的太空實驗令人意猶未盡,航天員老師還專門為地面課堂的同學們留下了課間討論時間。
聽說可以面對面向航天英雄提問,同學們格外興奮,一個個高高舉起手臂,地面課堂嘁嘁喳喳熱鬧非凡。
人大附中高二年級學生司紫碩首先獲得提問機會,她問道:“航天員老師,我想知道那些水是從地面上帶到天宮一號去的嗎?你們在天上的生活用水可以循環使用嗎?”
航天員聶海勝回答道:“我們在天宮一號上使用的水都是從地面帶來的。在太空中實現資源循環利用是非常重要和有價值的,但這需要先進的技術和復雜的設備,因此在短期飛行采用一次性用水更為經濟。我國未來的空間站將采用先進的資源再生和循環利用技術,在天宮一號上也進行了部分相關關鍵技術試驗。”
北師大附中高一年級學生毛思銳提問航天員:“您能看到太空垃圾嗎?天宮一號是否有應對太空垃圾的防護措施?”
王亞平回答說:“我們在飛行中沒有看到太空垃圾,但太空垃圾確實存在。雖然它們與航天器碰撞的幾率很小,但數量卻不少,一旦與航天器相撞,后果不堪設想。因此,神十任務實施前,地面科研人員對太空垃圾進行了預警分析,也對天宮一號采取了相應的規避和防護措施,以確保我們的安全。”
潞河中學高一年級學生韓蘇陽問道:“請問你們在太空中采取哪些措施對抗失重對人體的不利影響?”
聶海勝回答道:“失重會造成人體心血管失調、骨丟失和肌肉萎縮。為了有效對抗失重,我們采取體育鍛煉、藥物和改變體液分布等方法來防護。這次我們從地面帶來很多設備,如:企鵝服、套袋、拉力器、自行車功量計等。剛才我們進行太空授課的小講臺就是用自行車功量計改裝的,等會兒,我們就會把它重新組裝成一輛‘太空自行車’,用來進行體育鍛煉。”
正在史家小學讀四年級的邱甜同學好不容易等到了提問機會,張嘴就是一串“連珠炮”:“您在天上看到的窗外景色與地面有什么不同?星星會閃爍嗎?能看到UFO嗎?”
王亞平微笑著一一作答:“透過舷窗,我們可以看到美麗色的地球,也可以看到日月星辰,但是我們沒有看到過UFO。由于我們處在大氣層外,沒有大氣的阻擋和干擾,看到的星星格外明亮,但是不會閃爍。同樣,由于沒有大氣對光的散射作用,我們看到的太空不是藍色的,而是深邃的黑色。另外,我要告訴你一件奇妙的事情,我們每天可以看到16次日出,因為我們每90分鐘繞地球轉一圈。”
??
宇宙無限,探索無盡,同學們提出的問題也仿佛無窮無盡。不知不覺中,時鐘已經指向了10點50。帶著彼此的眷戀和依依不舍,航天員們要和地面課堂的同學們說再見了。他們每人都為同學們送來了太空寄語――
聶海勝說:“愿同學們刻苦學習,增長知識,為‘中國夢’添彩!”
張曉光說:“深邃太空,奧秘無窮,探索無止境,讓我們共同努力!”
王亞平說:“飛天夢永不失重,科學夢張力無限!”
或許,短短幾十分鐘的太空授課,并不能滿足同學們對太空知識的渴求、解答他們的所有疑問。然而,從同學們那聚精會神的亮晶晶的眼眸中,從他們發自內心的掌聲歡呼聲中,記者真切地感到,一顆顆熱愛科學、追尋夢想、探索未知的種子已在他們心底悄然扎根。人們有理由相信,這一顆顆夢的種子,必將綻放出更多更加絢爛的花朵。
第二篇:解讀神十太空授課五個實驗
解讀神十太空授課五個實驗
2013年6月20日上午10時11分,隨著一聲“同學們,你們好”的問候,在距離地面300公里的天宮一號,中國女航天員王亞平開始了迄今為止人類歷史上第二次太空講課。彎彎的柳葉眉、清澈的雙眸、甜美的笑容,王亞平昨天的出鏡讓人眼前一亮,立刻“秒殺”億萬網友。在王亞平近乎“魔術”般手下,圓周運動的單擺、不變軸向的陀螺、晶瑩剔透的水膜、紅撲撲的水球,中國第一堂太空授課在趣味與驚奇中完美展現。
2007年08月14日,美國人芭芭拉·摩根在國際空間站進行了人類首次太空授課,她通過視頻向學生展示了在太空運動、喝水等情景。專家稱,和芭芭拉進行的太空授課相比,中國航天員的這堂太空授課,不僅科技含量更高,難度也更高。摩根太空授課的內容是介紹和演示太空生活,而王亞平授課的內容是介紹和演示物理概念,難度高于美國。據太空授課教案組介紹,太空授課計劃一年前就在籌備了,本想神舟九號的時候就進行,但神九升空時間較短而且主要任務是對接任務,所以太空授課計劃最終在神十實現。神十太空授課創下了兩個第一:中國載人航天工程史上第一次發自太空的授課,中國學生第一次通過直播畫面觀看來自太空的五個失重實驗。
神十太空授課為何挑選這五個實驗?主要是從經典、易懂、新穎、觀賞性和差異性、學生們的知識儲備和興趣等幾個方面去考慮的,在彈簧秤、陀螺、單擺、金剛圈這些教具的協助下,神奇的現象應接不暇。
實驗一:打開“箱子”測質量
懸空打坐、大力神功,這兩招專屬武林高手們的“功夫”,經過三名航天員在太空的演繹,引來了同學們的陣陣喝彩。航天員表演之后給同學們提出了疑問:在地面上,人們一般用天平、臺秤等測量物體受到的重力,從而計算物體的質量。那么,失重環境下該如何測質量呢?天宮一號上配備有質量測量儀,這個質量測量儀就是設置在天宮一號艙壁的一個支架形狀的裝置,看上去像飛船艙壁上的一個箱子。拉開“箱子”后,聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位。裝置上的LED屏上顯示出數字:74.0,這表示聶海勝的實測質量是74千克。在給同學們解釋了應用原理之后,王亞平還給同學們布置了一道課后思考題:除了運用牛頓第二定律,還有什么辦法可以在失重環境下測量物體的質量呢?
【解讀】在地面上,彈簧秤提供的彈力跟重力是平衡的,不同質量的物體掛在彈簧秤上彈簧伸長不一樣,即重量是不一樣的。在太空,因為微重力環境,兩個不同質量的物體在彈簧秤上,兩個彈簧指標是平齊的。因為沒有重量的概念,彈簧秤就沒有讀數。天宮一號里的“質量測量儀”,運用了牛頓第二定律,即物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比,跟物體的質量成反比,這一定律在太空和地面都是成立的。據了解,這個原理在航天活動中比較常用。例如,航天器在運行中會耗損,質量會發生變化,就影響軌道控制的精確度。這時,可開啟推力器,并同時測量航天器的加速度,從而準確掌握航天器的質量。
實驗二:神奇單擺做圓周運動
物理課上常見的實驗裝置單擺受力后,是左右搖擺還是圓周運動?這個稍有物理常識的人都很容易回答的問題放在太空就變得超乎想象了。在第二個實驗中,支架上細繩拴著一顆明黃色的小鋼球,這就是物理課上常見的單擺。王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中,拴小球的細線呈彎曲狀靜止,將其拉高后,結果并沒有發生變化。接下來,王亞平用手指沿切線方向輕推小球,小球就開始繞著支架的軸心做圓周運動,即使中心軸的角度發生改變,小球也仍然做同樣的運動。而同樣的動作在地面對比試驗中,就需要施加足夠的力,給小球一個較大的初速度,才能使它繞軸旋轉。
【解讀】小球單擺是一個經典的運動模型。在地面上小球單擺具有等時性,比如擺鐘。在太空中由于小球失重,只剩下一個繩子的拉力,理論上說,單擺上的小球無論放在哪個位置都不會動,小球會飄浮在空中。但在實驗中,小球提高到一個位置時,發生了晃動。即在太空中,如果給了小球一點初速度,小球就能在繩子的牽引下做圓周運動,如果摩擦小,這種圓周運動是勻速的。據了解,太空中的一個小動作,甚至呼吸,天宮一號設備的運轉都可能造成小球運動。
實驗三:陀螺軸向不變向前飛
為了證實高速旋轉的陀螺在太空失重條件下的定軸特性,王亞平取出一個紅黃相間的陀螺,把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著飛向遠處,軸向也發生了改變,期間,聶海勝也對陀螺進行了干擾。緊接著,王亞平取出一個一模一樣的陀螺,通過道具讓它旋轉起來并懸浮在半空中,這時候再用手輕輕一推,旋轉的陀螺只是輕晃一下,并不翻滾,而只是保持著固定的軸向,向前飛去。
【解讀】旋轉的陀螺體現出很好的定軸性,定軸性遵守角動量守恒原理,即在沒有外力矩作用的情況下,物體的角動量會保持恒定。據了解,現實生活中有很多體現,比如子彈從槍膛里出來時高速旋轉,這樣保持穩定性和準確性。不論在太空還是在地球,都遵守角動量守恒原理。在地面上,陀螺需要支撐物實現轉動,而陀螺與支撐物之間的摩擦產生的干擾力矩等因素改變了陀螺的角動量,使其旋轉速度逐漸降低,不能很好地保持旋轉的方向,最終停下。在太空中,給靜止的陀螺一個初速度,就會向前翻轉。給正在轉動的陀螺一個初速度,軸向幾乎不變。據了解,利用角動量守恒定律,可以實現衛星的定向控制。而有些轎車上,就安裝了測量車身縱向和橫向擺動的陀螺傳感器,可以實現車身穩定度的控制。
實驗四:“水膜”內嵌入中國結
在水膜實驗中,王亞平拿起一個飲用水袋,打開止水夾,水并沒有傾瀉而出。輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動水袋,水珠便懸浮在半空中。但是甩出的水珠必須用吸水紙迅速收集起來,避免亂飛影響設備安全。接著,她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個漂亮的水膜。輕輕晃動金屬圈,水膜也不會破裂,只是偶爾會甩出幾顆小水滴。隨后,王亞平又往水膜表面貼了一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好。
【解讀】在地面上,只有經過處理的肥皂水等才能表現比較強的張力特性。因為地面上的液體表面張力無法抗衡地球引力的作用。液體的表面張力,使得液體表面分子有被拉入內部的趨勢,導致表面就像一張繃緊的橡皮膜,是促使液體表面收縮的繃緊的力。在太空中,表面張力使水膜似橡皮膜圈在金屬環里,并且比地面上形成的水膜更大、存在時間更長。據了解,液體表面張力在航天活動中有重要應用。科學家們制造了表面張力貯箱,利用表面張力推動液體推進劑流動。
實驗五:普通水變身“魔法水球”
為了進一步證實液體在太空的表面張力,王亞平用金屬圈重新做了一個水膜,然后用飲水袋慢慢向水膜上注水,不一會兒,水膜就變成了一個亮晶晶的大水球,水球中還有一串小氣泡。聶海勝取出一支注射器,抽出水球中的小氣泡。王亞平用注射器向水球內注入空氣,在水球內產生了兩個標準的球形氣泡,氣泡既沒有被擠出水球也沒有融合到一起,水球也沒有爆裂。緊接著,王亞平又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴散開來,透明的水球就變成了粉紅色。
【解讀】航天員向水膜上不斷注入水時,這些水就能夠均勻分布在水膜周圍逐漸形成水球。太空中去除了重力對物體形態的制約之外,由于分子間的相互作用,液體表面張力很明顯,液體的表面積會縮到最小,也就變成了水球。在地面上由于有密度差,如果注入紅色液體,擴散會有一個總體的趨勢,就像雞尾酒里的層次分明。但在太空中沒有密度差,擴散就
比較均勻。
第三篇:觀“神十太空授課”有感
觀“神舟十號太空授課”有感
蘇建珍
6月11日17時38分“神十”載著聶海勝、張曉光、王亞平三名航天員帶著祖國的使命相約“天宮一號”。雖然天宮一號與“神八”、“神九”已經相約完畢,但這一次也讓我們有很多期待,但是最讓我期待的還是,以八零后的王亞平老師為主講,聶海勝老師為助教的太空授課,張曉光老師是這次授課任務的攝像師。她們要以天地互動的形式展示一些奇特的物理現象,她們會講什么呢?會讓我們看到什么樣的太空奇妙現象呢?
6月20日上午10時許。中國首位“太空教師”站在中國“最高”講臺天宮一號的主講王亞平老師助教聶海勝老師開始了太空授課,帶著我們一起領略奇妙的太空世界。首先:漂浮亮相
王亞平老師像一條美人魚向艙內攝像機游來,為了更好展示太空失重狀態,指令長聶海勝老師盤起腿,給我們表演了太空神功“懸空打坐”。王老師用手指輕輕一推,聶海勝老師搖搖晃晃的向遠處飄去,看來在太空中,她們可都是輕輕如燕的武林高手啊!第二:太空稱重
在地面上,我們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體的質量。那么,失重環境下,太空中航天員怎么測定質量呢?學文科的我在電視前也產生了極大的興趣。這時太空“質量測量儀”派上了用場,這是從天宮一號艙壁上打開的一個支架形狀裝置。聶海勝老師把自己固定在支架一端,王老師輕輕拉開支架,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位。測量結果表明,聶海勝老師的質量是74千克。呵呵,看來他們在里面吃的不錯,很舒服的。
王老師解釋說,天宮中的質量測量儀,應用的是牛頓第二定律:物體受到的力等于它的質量×加速度。實驗中設計了一個彈簧能夠產生一個恒定的力,還設計了一個系統測出加速度,然后根據牛頓第二定律就可以算出身體的質量了。第三:神奇的單擺
T型支架上,用細繩拴著一顆明黃色的小剛球。王老師把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中。王老師用手指沿切線方向輕推小球,奇妙的現象出現了:小球開始繞著T型支架的軸心做圓周運動。
王老師說,在太空中,我們自身的感覺在方位上是無所謂,無論我們的頭朝向哪個方向,自身的感覺都是一樣的不過生活在太空中,我們也人為定義了上和下,并且把朝向地球的一側作為下方,并鋪設了地板。
第四:旋轉陀螺
地面上常見的玩具陀螺,在太空中成了好教具。王老師取出一個非常漂亮紅黃相間的陀螺懸在空中,用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著向前移動。緊接著,她拿出一個相同的陀螺,先旋轉起來再懸浮在半空中,這一次用手輕輕一推,旋轉的陀螺則不再翻滾,而是保持搖晃著向前奔去。
王老師介紹說,高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在天宮一號目標飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準地測量航天器的飛行姿態。第五:魔幻水球
王老師拿起一個航天員引用水袋,打開止水夾,水并沒有傾斜而出。輕擠水袋,在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,略微抖動水袋,水珠便懸浮在半空中。王老師說必須用特殊方式收集它,我還以為會是什么神秘道具呢,結果王老師張開口一口把水珠吞了下去,還幽默的說“如果李白生活在太空中,他就不會寫出‘飛流直下三千尺’的詩句了,因為由于太空失重,水是不會向下流的”。接著,她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中,慢慢抽出金屬圈,便形成了一個漂亮的水膜。輕輕晃動金屬圈,水膜也不會破裂,只是偶爾會甩出幾顆小水滴。隨后,王老師又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好。這些在地面上難得一見的奇特景象,接著王老師慢慢地向水膜注水,不一會兒,水膜就變成了一個亮晶晶的大水球。用注射器向水球內注入空氣,在水球內產生了兩個標準的球形氣泡,氣泡既沒有被擠出水球,也沒有融合到一起。緊接著,王老師又用注射器把少許紅色液體注入水球,紅色液體慢慢擴散開來,晶瑩透亮的水球好像這個季節熟透的李子或桃子,讓人看了忍不住想要咬一口。
在太空授課提問環節,讓我最感興趣的是一位小女孩提問的:“航天員老師您好,請問你們在太空中看到的景色和地面上有什么不同嗎?能看到UFO嗎?星星還會閃爍嗎?”王老師回答:“透過懸窗,我們可以看到美麗的地球,可以看到日月星辰,但到目前為止,我們沒有看到UFO。由于我們處于大氣層之外,沒有大氣層的阻擋和干擾,所以我們看到的星星是格外的明亮,但是卻不會閃爍。同樣,因沒有大氣的阻隔,我們看到的天空不是藍色的,而是深邃的黑色。另外,告訴大家一個奇妙的現象,每天我們可以看到16次日出”。那么生活在太空的我們也不會把星星比作眼睛啊、珍珠啊、鉆石啦,也不會唱“天上的星星,亮晶晶??”這首歌了。因此我們不可頑固不化,不知變化。切不可一意孤行,固執己見,不思進取,頑冥不化。
在授課即將結束,三位航天員還為我們送上了祝福與期望。聶海勝老師:“愿同學們刻苦學習,增長知識,為中國夢添彩。”張曉光老師:“深邃太空,奧秘無窮,探索無止境,讓我們共同努力。”王亞平老師:“飛天夢永不失重,科學夢張力無限”!是啊,夢想可以播種、夢想可以接力、夢想也真的照進了現實,曾經的嫦娥奔月,曾經的孫悟空大鬧天宮,勤勞智慧的中華民族一直都有一個偉大的航天夢想,一直都夢想著能夠飛天奔月。伴隨著神舟一號、二號,一直到神舟十號的出現,中華民族的航天夢想一步步地變成了現實。
這堂“遠在天邊、近在眼前”的太空授課活動,是生動有趣一堂物理課、天文課。對少年兒童而言,這更是一堂激發孩子們的志向,讓他們自覺樹立遠大的航天航空夢想,激發對航天航空事業的熱愛;對青少年而言,他們更加直觀地獲取航天航空知識,尤其是與宇航員們的互動交流,讓孩子對遙遠的宇宙不再陌生、更加直觀,從而激發其對科學的熱愛和對知識的崇拜,在心中樹立遠大的航天航空理想;對我而言,讓我領悟到了平凡而枯燥的物理的神奇美妙,讓我領會到了神秘莫測、包羅萬象的浩瀚太空,讓我感受到了中華兒女的自豪,給我的未來人生上了一堂精彩的啟蒙課。
第四篇:神十航天員太空授課觀后感
神十航天員太空授課觀后感
6月20日上午十時,這是一個激動人心的時刻,中國將首次在神舟飛船上進行太空授課。這是我國前所未有的,在全球來說也是第二次。因此,神十太空授課不僅是舉國矚目的一次盛世,也是全球愛好天文學、物理學等領域學者、朋友的一次盛世。
第一次太空授課是什么時候呢?其實,早在1985年,美國宇航局就提出了太空授課的構想,并且為此訓練了兩名女教師,一個是麥考利夫,一個是摩根。然而,令人遺憾的是,第二年飛船升空時,麥考利夫與飛船一同殞夢地球上空——那次,飛船“挑戰者”號升空73秒后突然爆炸而破碎。
然而,摩根卻并未放棄這個上天授課夢,為此她又準備了22年。終于,在2007年,她在國際空間站里進行了世界上第一次的太空授課,通過視頻,給學生上了25分鐘課,并展示了宇航員在太空怎樣運動、在太空如何喝水等情景。
無獨有偶,此次我國同樣是由女航天員來進行授課,但授課的難度卻比摩根那次要大得多——此次王亞平主要是展示在失重環境下的一些物理現象,演示的不再是喝水、運動等我們都早已比較清楚的內容,而是科技含量更高的物理概念。
王亞平在此次講課中主要演示了五個實驗,分別是質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗,主要是讓青少年了解在失重條件下,物體運動會有何特點,液體表面張力有什么作用,同時加深對質量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。這五個實驗不要看起來簡單,但其背后蘊藏的物理知識卻是令人驚奇而深厚的!
這次實驗是他們事先自己劃定的嗎?其實不是。這次實驗中的部分問題是中國載人航天工程網所征集到的,這不僅是航天的一次突破,更是青少年自身的一次突破。因為只有具有演示價值的問題才能被征集,這要求我們青少年需要補充更多的相關知識,讓自己從里到外充實起來,不能外強中干腹空空。
有人詢問太空中的生活用水是不是循環使用的。我對這個問題也很感興趣。指令長聶海勝告訴我們,飛船中的用水是從地球帶上來的,但目前還不具備循環利用功能,因為這需要更先進的技術和復雜的設備。聽了這話,我不禁有些心酸,他們在太空中的生活該有多艱苦啊。
也許,太空生活用水的循環利用是否能夠實現就需要看我們青少年這一代了。我相信,在不久的將來,一定會有更多的人對神秘的太空感興趣,愿意為我們的航天事業發揮出更大的力量,向我們“中國夢 太空夢”的實現靠近!
第五篇:神十太空授課帶來的思考
20日上午10時05分至55分,神十航天員王亞平在天宮一號上進行我國首次太空授課。此次太空授課主要面向中小學生,講授失重條件下的物體運動特點、以及液體表面張力作用等內容。
或許有人會認為這沒什么實際意義,或許還會有人認為這不過是激發青少年航天熱情的太空秀。太空授課看似是很簡單的一項任務,但鮮為人知的是,這需要強大的航天測控能力在背后進行支持,特別是數據中繼衛星的支持。
跟蹤與數據中繼衛星系統是為中、低軌道的航天器與航天器之間、航天器與地面站之間提供數據中繼、連續跟蹤與軌適測控服務的系統,簡稱中繼系統。即一個“星-星-地”的通訊流程。
(好比:日常生活中打電話,手機先把信號給信號塔,在傳到對方的手機上。之所以這樣,是因為手機間的距離可能很遠,手機不能把信號發送太遠,需要一個中介。天宮一號就想手機,中繼衛星就是信號塔。)(有人問為什么不直接把信號傳到地球,答天宮一號運轉很快,我們的檢測站分布不夠,至少需要100個,這需要巨額財產,我國不行,美國曾經試過也不行。)
中繼衛星運行36000公里高度的靜止軌道上,分布均勻的3顆衛星即可以基本實現對200-1200公里高度航天器運行軌道的全覆蓋。相較地面、海上測控站點,數據中繼衛星具有覆蓋面積廣、實時性高、經濟性好等優點。
我國則分別在2008年和2011年發射了“天鏈一號”數據中繼衛星的01、02星,天鏈一號03星在2012年7月25日發射成功,由此建立第一代數據中繼衛星系統。
美國6顆
俄羅斯4顆以上
歐盟2顆
日本2顆
中國3顆
數據中繼衛星是個好東西,但技術難度卻相當大,美國在60年代即成功發射靜止軌道通信衛星,但在約20年后才擁有數據中繼衛星。我國則直至去年才建立自己的數據中繼衛星系統。
1、對航天器的捕獲和跟蹤
(衛星運轉很快不好追蹤,通訊距離遠、通訊波束窄,這就對跟蹤精度提出了極高要求,要達到0.06度。)
2、為了與眾多中低軌道衛星通信,天線處于復雜的無規則的變速運動狀態,天線的機械驅動機構不僅要精度高,而且要求在惡劣工作環境下長時間穩定運行,制造難度很大。
(天線想一個鍋蓋形狀)
3、非線性結構的天線不規律的運動和振動,對衛星本體姿態控制也有很復雜的影響,對衛星控制也提出了很大的挑戰
(手里拿個大鍋蓋亂甩,還得保持身體不動)
4、天線制造本身也是一個難題。
(要想精確傳輸大量信號,需要天線面積大,需要的頻率很大:對天線形狀精度要求高。數米直徑的拋物面天線整體形面誤差要低于0.1毫米,并且要在外太空高溫差條件下長期保持這樣的精度,其難度可想而知。)
所以,數據中繼衛星可以稱得上是當今技術含量最高的通訊衛星。我國在去年完成第一代“天鏈一號”數據中繼衛星體系的建設,今年進行“太空授課”實則是對自己航天測控實力的一次展示。
每秒7.9公里天宮一號,美女宇航員王亞平長達40分鐘不間斷太空授課,展示中國軍事航天TDRSS(衛星跟蹤與數據中繼傳輸)系統強大能力。40分鐘,飛船正好跨越半個地球,相當于一枚洲際導彈從中國發射到美國,全程控制。穩定無縫的數據傳輸,用太空課堂秀肌肉,符合中國低調展示獠牙的一貫風格。能進行如此長時間、大容量、穩定的天地通信,主要依靠三顆天鏈中繼衛星來保障,這是一個航天強國的絕對標志,也是中國軍事航天的重大進步,更是硬實力的展現和炫耀,這40分鐘一定給了美國佬深刻印象和強烈威懾。