“天宫课堂”上新!我们为什么要把实验室搬到太空?附知识大盘点

今天15时45分,“天宫课堂”第三课开讲了!神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将面向广大青少年进行太空授课,同步天地做实验。

本次太空授课活动将继续采取天地互动方式进行,3名航天员将在轨介绍展示中国空间站问天实验舱工作生活场景,演示微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手以及植物生长研究项目介绍,并与地面课堂进行互动交流,旨在传播普及载人航天知识,激发广大青少年对科学的兴趣。

我们为什么要把实验室搬到太空?

太空有着微重力、强辐射、高真空等许多不同于地面的特殊环境条件,其中最为显著的是微重力环境。在地面上创造的微重力实验环境,每次只能持续几秒,而空间站长期太空飞行所提供的近乎无限时的微重力科研条件,可以得出在地面上得不到的实验结果。

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟介绍,这种微重力的产生是由于航天器绕着地球在做高速圆周运动,地球引力提供了它所需要的向心力,这样,在航天器中就感受到了微重力。这个重力水平大概是地球重力的千分之一到万分之一。

微重力环境下,地球上常见的物理现象会发生不可思议的变化。

张伟介绍,在微重力条件下,可以发现重力掩盖下的一些物质本质规律,包括生命科学、流体、燃烧、材料、基础物理等方方面面。通过在太空微重力条件下的研究增加新的知识,取得新发现,相当于为知识宝库增加新的内容。

另一方面,发展一些新的技术,包括生物技术、医疗技术、清洁能源技术、燃烧技术等可以造福人类地面的生活。

前两期“天宫课堂”

太空实验大盘点

浮力消失实验

在浮力消失实验中,王亚平将乒乓球放入水中,用吸管将它推动到水面以下。通过地面对比实验,很容易看出,乒乓球受到了水的浮力作用会浮出水面。而太空中的乒乓球仿佛睡着一样,完全不会积极地露出水面。   

太空“冰雪”实验

太空“冰雪”实验中,王亚平从装有过饱和乙酸钠溶液的袋子中挤出部分液体,形成一个液体球,再用沾了结晶核的塑料棒触碰液体球,液体球迅速结晶,仿佛一颗晶莹剔透的冰球。实验中,溶液球是漂浮在空中的,是在悬浮条件下完成的结晶变化,产生的外形和结晶的结构不受重力影响,因此也得到了一个地面上无法制作出来的结晶球。

液桥演示实验

液桥演示实验中,王亚平拿起两片透明的液桥板,叶光富在表面分别挤上两颗水球,将水球靠在一起。待水球逐渐相融后,王亚平把液桥板拉开,在表面张力作用下,水将两片液桥板连在了一起,就像架起一座小桥。太空抛物实验

在太空抛物实验中,王亚平将冰墩墩用手指轻轻一推,冰墩墩没有下坠,而是翻滚着慢慢飘向另一头的叶光富。叶光富接住后,又将其推向王亚平。冰墩墩在两人之间来回做着近似匀速直线运动。在空间站微重力的环境下,物体运动几乎不受重力的影响。

水膜张力实验

在水膜张力实验中,王亚平制作了一个水膜,并通过水袋给水膜加水。水膜不但没有破裂,反而慢慢地增厚。在太空失重环境下,水滴在表面张力的作用下呈现出均匀的球状,即使让水滴变大逐渐变成水球,水球仍旧不会破裂。当王亚平把美丽的纸花放置在水膜上时,花朵在太空中盛放开来。

泡腾片实验

在泡腾片实验中,王亚平向注入蓝色颜料的水球中放入半片泡腾片,水球渐渐膨胀起来,泡腾片入水后快速产生大量气泡,放入泡腾片的蓝色水球神似我们的地球家园。

来源:新华每日电讯、新华网、央视军事微博、《新闻直播间》、中国载人航天微信公众号等

责编 龚怡丹

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