今天（3月23日）15:40，“天宮課堂”第二課準(zhǔn)時(shí)開課。在距地面約400公里的中國空間站中，“太空出差”三人組翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站里再一次通過直播向全球展示太空中的科學(xué)奧秘。

太空教師到齊，準(zhǔn)備上課啦！丨央視新聞

在“天宮”課堂第一課中，太空花開、雙重人像、太空轉(zhuǎn)身……在微重力環(huán)境下，與重力相關(guān)的物理現(xiàn)象消失，各種在地面上不曾見過的奇妙景象，都出現(xiàn)在太空環(huán)境之中。

第二課里，三位太空教師不僅進(jìn)行了魔法般的太空實(shí)驗(yàn)，還帶大家參觀了天和核心艙里的科技實(shí)驗(yàn)設(shè)備。冰墩墩更是“驚喜加盟”本次太空教學(xué)，與三位太空教師一起展現(xiàn)太空的奧妙。

冰墩墩也來到了太空中丨央視新聞

太空冰雪實(shí)驗(yàn)

北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)剛剛落下帷幕，三位航天員也在太空中“夢幻聯(lián)動(dòng)”，讓一顆“水球”秒變夢幻“冰球”。

王亞平從水袋中緩緩擠出一顆晶瑩剔透的“水球”后，使用“魔法棒”輕輕碰觸了它。幾秒內(nèi)，這顆“水球”迅速變白，從外到內(nèi)變成了一顆“冰球”。但這顆“冰球”并不冰，王亞平將其握在手里，感覺還有點(diǎn)熱。

“水球”秒變“冰球”丨央視新聞

這顆“熱冰”其實(shí)并不是冰，而是乙酸鈉結(jié)晶。這其中“點(diǎn)水成冰”的魔法，其實(shí)是過飽和溶液結(jié)晶的過程。乙酸鈉可以溶于水中，但溶解的量是有限度的。溫度越高，乙酸鈉的溶解度越大，也就是說同樣多的水可以裝下更多的乙酸鈉。

然而隨著溶液慢慢降溫，溶解度也會(huì)逐漸下降，這時(shí)候溶液會(huì)逐漸“裝不下”乙酸鈉了。不過在外部較為穩(wěn)定的情況下，這種明明裝不下還繼續(xù)裝的狀態(tài)會(huì)持續(xù)，從而變成“過飽和溶液”。然而對于溶液而言，這種情況是不穩(wěn)定的，在受到攪拌、震蕩等外部影響時(shí)，溶質(zhì)會(huì)結(jié)晶析出，形成“冰”一樣的視覺效果。這個(gè)過程還會(huì)放出熱量，所以它也就成了“熱冰”。

乙酸鈉結(jié)晶過程丨Wayne Schmidt/Youtube

這個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)在地球上也可以完成，但想要得到一個(gè)“懸浮的熱冰”，還是得靠太空中的微重力加持。這也展現(xiàn)了太空實(shí)驗(yàn)的一個(gè)獨(dú)特之處：可以實(shí)現(xiàn)“無容器實(shí)驗(yàn)”。

在地面上做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料可能會(huì)受到容器材料和形狀的影響。但到了太空的無容器材料實(shí)驗(yàn)柜中，實(shí)驗(yàn)材料可以脫離容器，懸浮在空中。前陣子在中國空間站中的無容器材料實(shí)驗(yàn)柜中，就完成了鋯金屬熔化與凝固實(shí)驗(yàn)。

無容器材料實(shí)驗(yàn)柜中的鋯金屬熔化與凝固實(shí)驗(yàn)丨央視新聞

微重力不僅讓材料擺脫束縛，更是讓那些在地面上并不顯著的力變得更加奇妙。

液橋

如果說水球、水膜已經(jīng)讓你驚嘆于水的表面張力可以如此之大，那第二課中的液橋更是讓表面張力表現(xiàn)得更為驚人。

葉光富首先向王亞平手持的液橋板上擠出了兩個(gè)水球，水球“粘”在表面像果凍一樣輕輕晃動(dòng)。隨后王亞平將兩個(gè)液橋板靠近，板上的水融為一體。王亞平再輕輕拉開兩個(gè)液橋板，一座液橋出現(xiàn)在兩板之中。

液橋?qū)嶒?yàn)：像是有一座“水橋”連接了兩塊板丨央視新聞

在地面上，如果我們用兩根手指沾一些水滴，合在一起后再慢慢拉開，也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)液橋。但由于地面上的重力影響，我們很難拉出一個(gè)很長的橋。而在微重力的環(huán)境下，液橋可以更加穩(wěn)定的存在。

液橋?qū)嶒?yàn)在實(shí)際科研當(dāng)中也占據(jù)了非常重要的地位。天宮二號(hào)上就搭載了液橋熱毛細(xì)對流實(shí)驗(yàn)箱，可以制作更大尺度的液橋，從而完成相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

冰墩墩的完美前進(jìn)

除了這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)外，太空教師還向大家展示了太空微重力狀態(tài)下的“水油分離”實(shí)驗(yàn)和“太空拋物實(shí)驗(yàn)”?！岸瑠W頂流”冰墩墩也是友情出演，完成了一次優(yōu)雅的“太空漫步”。

王亞平輕輕推出冰墩墩后，冰墩墩緩緩向前，做了一次符合牛頓第一定律的前進(jìn)：在沒有任何外力的作用下，運(yùn)動(dòng)中的物體總保持勻速向前運(yùn)動(dòng)。

沖鴨！冰墩墩丨央視新聞

不過空間站中還是存在著一定的氣體阻力，因此王亞平也強(qiáng)調(diào)，冰墩墩是近似勻速前進(jìn)。

而在“水油分離”實(shí)驗(yàn)中，葉光富化身“人工離心機(jī)”，轉(zhuǎn)動(dòng)水油混合的小瓶，使用旋轉(zhuǎn)的方式，借助離心作用，使其中的水油在微重力的條件下也能再次分離。

在空間站中也配備了離心機(jī)，從而可以完成血樣、尿樣等醫(yī)學(xué)樣本的分離和制備工作。

其實(shí)，太空課堂中的每一個(gè)項(xiàng)目，都從最根本的角度展示了太空艙中的實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理。在軌科學(xué)試驗(yàn)正是神舟十三號(hào)航天員們肩負(fù)的重要任務(wù)之一。

太空課堂只展示太空奧秘的一角，而被課程吸引的孩子們，或許將會(huì)是下一個(gè)探索宇宙的人。

畢竟，太空探索，永無止境。

關(guān)鍵詞： 中國空間站