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12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。此次活动全程现场直播，在中国科技馆设立地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门设立4个地面分课堂。 （图片来源：视觉中国）
12月9日15时40分，“天宫课堂”准时开讲。神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”，带来了一场精彩的太空科普课。
这是中国空间站首次进行太空授课活动。在约60分钟的授课中，航天员介绍了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。
与8年前在天宫一号的太空授课相比，这一次课堂有何新变化，授课内容有何新亮点？进入空间站时代，“天宫课堂”会成为常态吗？
空间站授课资源更加丰富，广度和深度均有拓展
“同学们，你们好！”在王亚平熟悉的声音中，太空授课拉开序幕。
我们的太空家园长什么样？王亚平首先带大家参观了航天员的生活区，休息区的家人照片、小布偶和舷窗外的浩瀚风光，构成了一幅温馨而浪漫的画面。
“太空厨房”冰箱里的鲜苹果、食物加热器和微波炉，“太空跑台”、可脚蹬也可手摇的“太空自行车”……一件件工具、一个个细节，拼出了航天员太空生活的日常。
“我们看上去胖胖的，是因为微重力导致血液上涌，所以在轨锻炼很重要。”王亚平向同学们展示了太空跑步和“倒立”骑行。
2013年6月20日，在神舟十号任务期间，王亚平在聂海胜、张晓光的协助下，为全国6000余万中小学生带来了一堂别开生面的天地互动太空课堂。时隔8年，中国航天员再次进行太空授课，有许多新亮点。
国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光告诉记者，航天员在空间站的研究主要分为科学研究和工程研究两大类。前者研究自然现象，如微重力条件下的流体流动、物体燃烧等物理化学现象；后者主要是工程实践，如水再生系统、尿处理系统等。
“授课项目涉及许多工程方面的展示和科普，比如空间站工作生活场景展示、水再生系统介绍。他们与细胞学实验等科学研究展示相得益彰。”杨宇光说，与上次授课主要展示物理现象不同，这次授课的广度和深度都有所拓展。而这之所以能成为现实，正是得益于我们有了自己的空间站，授课资源更加丰富。
太空微重力环境是物理学的天然实验室。“水膜实验”令人印象深刻。8年前，王亚平曾成功制成了一张漂亮的水膜，并把带有中国结图案的塑料片嵌入其中，中国元素锦上添花。在今天的课上，王亚平又一次为同学们演示了“水膜实验”。不过这次，道具换成了她和女儿早已准备好的花朵折纸。
“看到这朵花，我就想到我的女儿。”王亚平将花朵小心翼翼地放在水膜上。在太空微重力下，水的表面张力增大，令人惊讶的现象出现了——花朵在晶莹剔透的水膜上缓慢“绽放”。
“希望你们的梦想都能在广袤的宇宙中绽放！”王亚平寄语孩子们。
天地课堂一“链”牵，多系统共同保障太空授课“信号满格”
除课程内容外，这一回的“硬件设施”也有很大升级。天宫一号的内部活动空间只有约15立方米，而现在空间站仅核心舱就达到50立方米，“教室”更加敞亮。
多机位、高清画质，“太空网课”非常稳。音视频信号流畅稳定，确保“空中课堂”零延时、不卡顿是工程技术方面的最大挑战。
“天地交流互动，主要由空间站、天链中继卫星系统、地面测控站三方面共同完成。”天链二号01星副总设计师李向阳告诉记者，航天员给地面的信息依次通过空间站中继天线、天链中继卫星、星地下行链路等传输到地面站。据介绍，太空数据中转站——天链一号03星和天链二号01星接力保障这次太空授课，舱内的多台高清摄像机拍下的高清视频，通过中继高速链路实时传送至地面，地面上行两路高清图像传送至舱内的显示器，从而实现高速双向音视频传输。
和第一次太空授课相比，8年时间里，我国中继卫星系统换代升级，太空授课等需要长弧段、强信号支持的重要活动也因此开展得更加从容。
“2013年太空授课，我们当时天上只有3颗星，都是一代星。现在我们天上有5颗星，除了天链一号04、05星，还有天链二号01星，二代星比一代星在传输速率和其他能力上更高。”北京空间信息传输中心总工程师单长胜说。
点燃梦想火种，鼓励青少年热爱航天、参与探索、追求科学
“空间站里，氧气和二氧化碳如何进行循环？”“好奇你们在太空的生活，能看到UFO吗？星星还是一闪一闪的吗？”“冲出地球和返回地球，是不是和我们坐过山车一样刺激呢？”……
“天宫课堂”采用天地互动的方式，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共1420名中小学生代表参加现场活动。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。
中国空间站不仅是全球科学家开展空间科学、空间技术、空间应用的研究平台，也是鼓励青少年热爱航天、参与探索、追求科学的实践平台。据了解，授课活动由中国载人航天工程办公室联合教育部、科技部、中国科协、中央广播电视总台共同主办，中国科技馆及载人航天工程相关参研参试单位提供支持。后续，“天宫课堂”将持续开展太空授课活动，积极传播载人航天知识和文化，持续开展形式多样、内容丰富的航天科普教育。
杨宇光说，载人航天、深空探测等航天活动具有投资大、回报周期长的特点，科学价值无可替代，“开展科普教育，让青少年爱上航天，让公众了解航天，空间站具有得天独厚的优势”。
从世界范围看，太空教育已成为连接青少年学生与载人航天事业的重要桥梁，受到越来越多国家的重视。“国际空间站也在开展太空科普教育活动。之前，太空授课第一人、曾随美国‘奋进’号飞船上天的芭芭拉·摩根还与王亚平有过通信交流。”杨宇光说。
“航天员太空授课，对孩子而言是一种启发，就是希望用实验的方式激发孩子们的好奇心，起到引领作用。”此次太空授课“备课”科普专家、中国科技馆科普讲师团副团长陈征说。
“飞天梦永不失重，科学梦张力无限。”在结束此次太空授课时，王亚平呼应了8年前的那句结束语。太空探索永无止境。未来，更多精彩的“天宫课堂”将点燃孩子们梦想的火种，引导他们探索浩瀚的星空。
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