太空教育：連接公眾與航天的橋梁
太空微重力世界是如此奇妙，為此，在載人航天器上開展太空教育具有重要意義，它可以使青少年及公眾走近航天、了解航天，還能更好地理解科學(xué)規(guī)律。太空教育已成為載人航天的一項重要內(nèi)容，是連接公眾與載人航天事業(yè)的最好橋梁。
太空教育有多種形式，其中在太空授課是最典型的一種方式。此前，全球只有美國女航天員巴巴拉·摩根曾于2007年在“國際空間站”上對地面青少年進(jìn)行過一次授課。摩根是美國首名太空女教師克麗斯塔·麥考利夫的替補(bǔ)，麥考利夫于1986年在乘挑戰(zhàn)者號上天時因航天飛機(jī)爆炸而犧牲了。2007年摩根實現(xiàn)了麥考利夫未完成的遺愿，在太空利用失重環(huán)境向?qū)W生授課，產(chǎn)生了較大影響。在摩根的太空授課活動中，一個學(xué)生想了解航天員是如何在太空中鍛煉身體的，摩根沒有直接回答，而是將身旁兩位身材魁梧的航天員舉了起來，一手一個，并裝出一副很吃力的樣子。另一個學(xué)生想知道如何在太空喝水，摩根便從一個特制的飲水袋中擠出幾個水珠，然后她和同事們用嘴接住四處飄動的水珠并吞下去。學(xué)生問摩根，航天員在太空中如何保持個人衛(wèi)生，摩根馬上往自己的臉上噴射肥皂水，演示她是怎么洗臉的。另一個航天員還演示了如何刷牙：漱口水需要吐到專用毛巾上，因為在太空微重力環(huán)境下，水不會往低處流。
我國原定由神舟9號航天員在太空為青少年授課，但后來因任務(wù)緊張而取消了。這次神舟10號航天員王亞平將在天宮1號內(nèi)通過電視直播的形式進(jìn)行我國第一次、世界第二次太空授課，向地面的中小學(xué)生展示失重條件下的特殊物理現(xiàn)象，了解液體表面張力的作用，從而加深對質(zhì)量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。由此可見，美國女航天員摩根太空授課的內(nèi)容是介紹和演示太空生活，而我國女航天員王亞平太空授課的內(nèi)容是介紹和演示物理概念，所以后者科技含量較高，但難度也較大。王亞平具體展示哪些特殊物理現(xiàn)象值得期待。
由于太空授課的次數(shù)和時間十分有限，而太空實驗對青少年又有很好的啟迪作用，所以各種太空實驗除了可采用太空授課的方式進(jìn)行演示外，目前還常采用視頻傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行演示，即航天員在載人航天器內(nèi)錄制學(xué)生感興趣的太空實驗，然后在通信信道不忙時把教育演示視頻用中繼衛(wèi)星傳輸?shù)降孛妗Ｄ壳埃?ldquo;國際空間站”已錄制了數(shù)以百計的教育演示視頻，其中不少是演示物理定義和規(guī)律等。
延伸閱讀
青少年也能參與太空實驗
利用失重環(huán)境可以為人類造福。例如，在失重環(huán)境中混合物可以均勻地混合，由此可以制成地面上不能得到的特種合金；也能制成一種新的泡沫金屬。失重時在液態(tài)金屬中通以氣體，氣泡不“上浮”，也不“下沉”，均勻地分布在液態(tài)金屬中，凝固后就成為泡沫金屬，這樣可以制成輕得像軟木塞似的泡沫鋼,用它做機(jī)翼,又輕又結(jié)實；由于液體中密度不同的成分不會發(fā)生沉淀和對流，所以在太空采用電泳技術(shù)生產(chǎn)的有些產(chǎn)品產(chǎn)量比地面高幾百倍，純度高幾倍，成本也更低；可進(jìn)行無容器的“懸浮冶煉”，消除了容器對材料的污染，獲得純度極高的產(chǎn)品，等等。
吸引青少年參加太空科學(xué)實驗項目已成為載人航天的重要應(yīng)用之一。2012年，美國“龍”飛船把全美多所高校學(xué)生參與的23項研究運(yùn)送到太空，后又帶回地面。這些學(xué)生的研究項目是“學(xué)生航天飛行實驗計劃”的一部分，該計劃給學(xué)生提供機(jī)會，設(shè)計微重力下物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的研究項目。
我國曾從全國各地征集的上萬份提案中，評選出5項由中小學(xué)生提出的上天方案。它們是：用膠粘法控制航天飛機(jī)艙內(nèi)垃圾；液態(tài)混合物的凝固；微重力環(huán)境對草履蟲生長和繁殖的影響；失重環(huán)境中固-液表面間的相互作用；蠶吐絲織繭實驗。這5項實驗先后登上美國的航天飛機(jī)。在前4項實驗中除了草履蟲實驗由于電池工作壽命限制未獲得成功外，其余3個方案都取得很好的結(jié)果。最不幸的是第5項蠶寶寶實驗，由于哥倫比亞號航天飛機(jī)在返回過程中解體，這項實驗也歸于流產(chǎn)。為了實現(xiàn)學(xué)生們的心愿，我國航天部門讓蠶寶寶登上了中國的第22顆人造衛(wèi)星。太空蠶回到地面后，學(xué)生們與科學(xué)家一起分析太空飛行對蠶寶寶和它們后代的影響。
開展青少年太空實驗活動，不僅鍛煉了青少年的獨(dú)創(chuàng)能力和實驗設(shè)計能力，而且激發(fā)了青少年們熱愛航天事業(yè)、獻(xiàn)身航天事業(yè)的熱情。例如，被采納的前4項航天飛機(jī)實驗的學(xué)生在中學(xué)畢業(yè)后，都免試進(jìn)入北京航空航天大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)，畢業(yè)后有的學(xué)生還加盟到中國航天的隊伍中。(北京日報 杭添仁)