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(xiàng)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(guó)女航天員巴巴拉·摩根曾于2007年在“國(guó)際空間站”上對(duì)地面青少年進(jìn)行過一次授課。摩根是美國(guó)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(hào)上天時(shí)因航天飛機(jī)爆炸而犧牲了。2007年摩根實(shí)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(dòng)中，一個(gè)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(gè)，并裝出一副很吃力的樣子。另一個(gè)學(xué)生想知道如何在太空喝水，摩根便從一個(gè)特制的飲水袋中擠出幾個(gè)水珠，然后她和同事們用嘴接住四處飄動(dòng)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(gè)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(gè)航天員還演示了如何刷牙：漱口水需要吐到專用毛巾上，因?yàn)樵谔瘴⒅亓Νh(huán)境下，水不會(huì)往低處流。
我國(guó)原定由神舟9號(hào)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(hào)航天員王亞平將在天宮1號(hào)內(nèi)通過電視直播的形式進(jìn)行我國(guó)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(duì)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(guó)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(guó)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(shí)間十分有限，而太空實(shí)驗(yàn)對(duì)青少年又有很好的啟迪作用，所以各種太空實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，然后在通信信道不忙時(shí)把教育演示視頻用中繼衛(wèi)星傳輸?shù)降孛妗Ｄ壳埃?ldquo;國(guó)際空間站”已錄制了數(shù)以百計(jì)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(shí)驗(yàn)
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(shí)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(shí)；由于液體中密度不同的成分不會(huì)發(fā)生沉淀和對(duì)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(wú)容器的“懸浮冶煉”，消除了容器對(duì)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已成為載人航天的重要應(yīng)用之一。2012年，美國(guó)“龍”飛船把全美多所高校學(xué)生參與的23項(xiàng)研究運(yùn)送到太空，后又帶回地面。這些學(xué)生的研究項(xiàng)目是“學(xué)生航天飛行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”的一部分，該計(jì)劃給學(xué)生提供機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)微重力下物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的研究項(xiàng)目。
我國(guó)曾從全國(guó)各地征集的上萬(wàn)份提案中，評(píng)選出5項(xiàng)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(duì)草履蟲生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)。這5項(xiàng)實(shí)驗(yàn)先后登上美國(guó)的航天飛機(jī)。在前4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中除了草履蟲實(shí)驗(yàn)由于電池工作壽命限制未獲得成功外，其余3個(gè)方案都取得很好的結(jié)果。最不幸的是第5項(xiàng)蠶寶寶實(shí)驗(yàn)，由于哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)在返回過程中解體，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也歸于流產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生們的心愿，我國(guó)航天部門讓蠶寶寶登上了中國(guó)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(duì)蠶寶寶和它們后代的影響。
開展青少年太空實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不僅鍛煉了青少年的獨(dú)創(chuàng)能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(xiàng)航天飛機(jī)實(shí)驗(yàn)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(guó)航天的隊(duì)伍中。(北京日?qǐng)?bào) 杭添仁)