“天宫课堂”第三课 这些“首次”很亮眼(筑梦“太空之家”——中国空间站建设记 )
10月12日，“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲。神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进行了一场精彩的太空科普课。
全新的“天宫课堂”创造了哪些值得关注的“首次”？
首次在问天实验舱授课
今年7月，中国空间站问天实验舱成功发射，并与核心舱组合体进行交会对接。随后，神舟十四号航天员乘组进入问天实验舱开展工作。这次“天宫课堂”，是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。
“天宫课堂”开启新“教室”，问天实验舱自然是授课的重点内容。在约50分钟的授课中，3名新晋“太空教师”介绍和展示了空间站问天实验舱工作生活场景，演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手等神奇现象，并生动讲解了实验背后的科学原理。授课期间，航天员还通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流，地面课堂专家也就有关科学问题进行认真解析。
“天宫课堂”的“教室”更大了。问天实验舱作为中国空间站三大舱段中的第二舱段，是中国空间站的首个实验舱段，舱内的实验能力比核心舱提升了一倍，拥有强大的空间科学实验能力。
问天实验舱的实验项目以生命科学和生物技术研究为主，舱内搭载了生命生态实验柜、生物技术实验柜等科学实验柜，在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学等领域研究多种空间环境要素下的基本科学规律、机理，关注生命生长发育和人的健康，探索人类长期太空生存所面临的一系列科学问题。
同时，在平台功能的定位上，问天实验舱与天和核心舱互为备份，关键平台功能一致，具备空间站组合体统一管理和控制能力。
在“天宫课堂”授课中，航天员陈冬和刘洋介绍和展示了问天实验舱的科学实验柜等实验设施。例如动植物的“太空旅馆”——生命生态实验柜；“全自动”的小型生物实验室——生物技术实验柜；“拿捏”重力环境的变重力实验柜等。
首次展示植物科学实验操作
“天宫课堂”第三课还首次展示了空间站植物研究项目的科学实验操作。
“我在天宫二号种过生菜，最近还品尝了蔡旭哲亲手种植的生菜。”在授课中，陈冬戴上了空间站内的首个混合现实眼镜，在科学手套箱内对在太空中生长的拟南芥进行样品采集。
在生长盒中，每个种植孔中分别种有通过基因调控控制的不同开花期的拟南芥。陈冬将剪下来的拟南芥放入冻存管里。他介绍，所有的样本采集完成后，将放置在零下80摄氏度的低温存储区。返回地球时，这些样本将交给科学家进行研究。
正如刘洋在“天宫课堂”中所言，“对动植物的太空生长研究，将帮助我们未来在月球乃至火星实现长期生活”。如何利用植物保障人类在地外环境中生存所需要的食物、氧气和纯净水，已成为空间生命科学最关注的问题。
中科院空间应用中心研究员、载人航天工程空间应用系统问天实验舱主任设计师赵黎平说，由问天实验舱带到中国空间站的拟南芥种子和水稻种子长势良好，这也是国际上首次对水稻在空间站开展“从种子到种子”全生命周期的培养研究。
将拟南芥和水稻带进空间站，很有代表性。中国科学院分子植物科学卓越创新中心郑慧琼研究员介绍，拟南芥和水稻是两种模式的植物。其中，拟南芥代表双子叶、长日、十字花科植物，青菜、油菜等都属于十字花科；水稻则代表单子叶、短日、禾本科植物，小麦、玉米等粮食类作物都属于禾本科。
郑慧琼表示，希望通过研究，获得水稻培养的关键环境参数，为进一步解析空间微重力对水稻生长发育的影响，利用水稻进行空间粮食生产提供重要理论指导。同时，通过转录组分析比较拟南芥和水稻两种模式植物在空间环境中开花途径关键基因的表达及其调控网络的变化，解析空间微重力条件下长日和短日植物开花的分子机理，为进一步创制适应空间环境的作物和开发利用空间微重力环境资源提供理论依据。
更多“首次”期待解锁
一次短暂的“天宫课堂”背后，凝聚着很多人的汗水。“天宫课堂”授课专家组成员、北京交通大学副教授陈征介绍，多个领域的专家参与了“天宫课堂”备课，包括航天系统专家、高校教师与科研人员、中小学教师等。在开课前，航天员会反复测试，保证实验效果，并将测试结果反馈给地面的专家组，对实验内容进行确认和沟通。
从2013年第一次进行太空授课，到去年12月的首次“天宫课堂”，伴随着空间站的建设进程，中国人的太空授课活动规模越来越大、内容越来越丰富、图像和画面越来越稳定和清晰。
据了解，为了保障“天宫课堂”的顺利进行，空间站上的测控与通信分系统高效助力了实时课堂互动。测控与通信分系统配备了图像话音的采集和通信设备，这些设备能够采集下航天员授课的画面和声音，记录课堂实况，并通过通信设备传达到地面。
同时，北京空间信息传输中心调用“天链一号”03星和“天链二号”01星，为中国空间站组合体提供天基测控与数据中继服务，搭建起天地往返的“信息天路”，为太空授课的顺利进行提供了稳定可靠的数据传输支撑。
当前，中国空间站建造已进入收官阶段。按计划，年底前将实施梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号飞行和神舟十四号返回等4次任务，完成空间站建造。据中国载人航天工程办公室消息，在空间站建设和运营过程中，“天宫课堂”将持续开展太空授课活动，进行形式多样、内容丰富的航天科普教育。
下一次“天宫课堂”将何时开课？随着梦天实验舱升空对接，“天宫课堂”是否会启用新“教室”？当神舟十四号和神舟十五号航天员乘组同时在空间站工作生活时，“太空教师”的队伍会不会继续壮大？对于精彩的“天宫课堂”，人们还有更多期待。
《人民日报海外版》2022年10月14日第12版
【编辑:苏亦瑜】