本报记者 樊 巍
编者的话：3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年再度带来一场“高能”的太空科普课。本次“天宫课堂”选择的知识点与之前相比有哪些不同，太空授课这种形式具有哪些重要意义呢？
“天宫课堂”第二课开讲
在约45分钟的授课中，翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，生动演示微重力环境下太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验，深入浅出讲解实验现象背后的科学原理，同时展示部分空间科学设施，介绍在空间站的工作生活情况。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行互动交流。
中科院空间应用工程与技术中心应用发展中心主任张伟在接受《环球时报》记者采访时表示，与中国空间站第一次太空授课不同的是，第二次太空授课中，中国空间站的实验机柜也参与到授课过程中，3名航天员将日常生活中的一些科学知识和航天员在太空中的研究结合起来进行演示。
在首先进行的太空“冰雪”实验中，“太空教师”王亚平演示了失重状态下的饱和液体结晶现象。据《环球时报》记者了解，这项实验由中科院空间应用工程与技术中心提交，主要是利用过饱和无水醋酸钠溶液结晶来呈现“点水成冰”的效果。
中科院物理研究所研究员魏红祥在接受《环球时报》记者采访时表示，在空间站的微重力环境中开展这项实验，它的结晶状况跟地面上开展实验的差别很大，空间站中并未使用容器，最终结晶为圆球状，还可以往外发展，但如果在地面使用容器开展实验，受容器限制，只能往内结晶。
来自中国科技馆“地面课堂”的吴老师介绍，这项实验所引出的空间站上的无容器材料实验柜堪称是研究材料的“大国重器”。
据《环球时报》记者了解，无容器材料科学实验柜通过静电场精确控制样品位置，利用激光加热可使样品最高温度达3000摄氏度，可以开展金属及非金属化合物材料物性的研究。可揭示各类材料的特性及生长规律，攻克在地面条件下材料制备无法解决的难题，开发出具有新型功能的材料。实验成果可在高温单晶合金（航空发动机和燃气轮机叶片）、核电站高温材料、新型铁基超导材料、新型红外遥感探测材料、医学探测器材料等领域获得应用。
在液桥演示实验中，王亚平演示了失重环境下水的表面张力作用。天宫课堂地面主课堂授课教师李晓彤介绍称，在地面上无法做出空间站上这么大的液桥，而“太空老师”们就可以更加形象地展现这个实验，让同学们对于液体表面张力有更加直观和深刻的认识。“太空授课的液桥实验一方面是书本知识的一种非常好的实践和补充，让同学们在头脑中靠想象才能理解的图像得以放大和实现，从而更加深刻地去理解这个概念。”在水油分离实验中，王亚平演示的是失重环境下水油分层现象消失、通过旋转产生离心力实现分层的现象。吴老师介绍称，这些实验共同展示的现象都是密度分层的消失，原因就在于空间站中的微重力环境。
微重力环境有什么作用？吴老师解释称，如果在空间站的微重力环境下，向熔融的合金中注入气体，就可以得到高质量的泡沫金属，利用的正是微重力环境没有密度分层这个优势。这种泡沫金属是重要的航空航天材料，在能源和环保领域也非常重要。而这还只是微重力环境一个简单直观的应用。
在最后开展的太空抛物实验中，王亚平用冰墩墩演示了天地之间抛物的区别。天宫课堂地面主课堂授课老师张健介绍称，通过这项实验可以引申出牛顿的高山大炮实验和第一宇宙速度的概念。“牛顿的高山大炮实验是一种思想实验，如果掌握了思想实验，就可以在逻辑力量的支配下去探索未知的世界。”张健称。▲
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