10月12日16时01分，“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。
这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。
在约50分钟的授课中，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲生动介绍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。此外，航天员还重点介绍了在中国空间站开展的水稻和拟南芥种植研究情况，展示了科学手套箱剪株操作。
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，地面课堂专家也就有关科学问题进行认真解析。
此次活动，在中国科学院空间应用工程与技术中心设地面主课堂，在山东菏泽、河南郑州、云南大理分设3个地面分课堂，约400名中小学生代表参加现场活动。
授课活动由中国载人航天工程办公室联合教育部、科技部、中国科协等共同主办，北京航天飞行控制中心、中国航天员科研训练中心、中国科学院空间应用工程与技术中心、中国空间技术研究院等载人航天工程参研参试单位提供支持。
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。中国载人航天工程办公室将持续通过媒体、“学习强国”和载人航天工程官网等平台广泛征集关于“天宫课堂”的创意建议，欢迎社会各界特别是广大青少年踊跃参与。
课堂回顾
水管越粗液体上升越慢？
航天员陈冬、刘洋展示失重环境下液体显著的毛细现象。
在实验中可以看到，最细的管子，液面上升很快，旁边两个管子液面上升较慢。和地面最明显的区别在于太空中由于没有了重力的束缚，表面张力作用会更加明显，会驱动液面不断上升，最终液面都会上升到管顶。
水球上了太空就变“懒”了？
航天员刘洋在水球变“懒”实验中，成功演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程。
原来，外力施加到水球上，水会发生共振，加入一枚钢球后，水球固有频率就会发生改变，相对不容易引起共振。中科院空间应用中心集成技术中心副主任张璐说，在地面上的水里放一个球，水的震荡也会减缓，挑水时，在水桶表面放一片荷叶，也是这个原理。
两米长的吸管能喝到水吗？
微重力环境下，空间站里喝水和地面上喝水有什么区别？航天员刘洋展示用超长吸管喝水的有趣现象。
刘洋拿出一根2米长的管子，将管子的一头放入芒果汁里。只见刘洋吸了一口，芒果汁就随着管子注入她口中。
地面由于重力的作用，在使用饮水管喝水时，液体管越高，吮吸也就越费力，但空间站是微重力环境，仅仅依靠吮吸的力量就可以喝到2米以外饮水袋中的饮料。
微重力环境下扳手会调头？
太空授课过程中，航天员展示了微重力环境下的扳手旋转翻转的现象。
T字扳手，左右旋转，扳手不容易调头，上下旋转扳手容易调头，这是为什么呢？
“会调头的扳手”展示的是“贾尼别科夫效应”，最初是由苏联宇航员贾尼别科夫在空间站中偶然发现的，钢铁的旋转方式和分布质量有关。具体来说，刚体绕着它转动惯量最大的主轴，或转动惯量最小的主轴旋转时是稳定的，而绕着中间轴旋转时则是不稳定的。
>>参观教室
详解问天实验舱4个实验机柜
此次是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。新增的各种实验柜都有什么作用？
■科学手套箱与低温存储柜
问天实验舱给大家带来了更多新的科学实验柜，科学手套箱为航天员提供了一个密闭洁净的操作空间，让航天员的实验更加便捷可控，未来航天员还要在这里安装一台灵巧机械臂和一套显微操作系统，在它们的共同配合下，就可以给细胞做手术、穿刺，它的操作精度可以达到5微米。
低温存储装置相当于实验样品的太空冰箱，它可以提供零下80℃、零下20℃和4℃的存储温度，满足不同样品对低温的存储需求。
■生命生态实验柜
生命生态实验柜是以生物个体为研究对象的实验平台，实验柜由一个个像小房间一样的模块组成，每个房间对应不同的研究对象，就仿佛是动植物的太空旅馆，这个实验柜的研究成果可以帮助我们未来在月球乃至火星实现长期生活。
辐射计量装置可以测量舱内辐射水平，帮助我们更好地监控舱内环境。
■生物技术实验柜
生物技术实验柜主要是以细胞组织、蛋白质等生物样品为对象进行研究的科研设备，里面配置了各种先进的细胞培养和检测仪器，相当于一个小型的太空生物实验室。
■变重力实验柜
变重力实验柜能够为科学实验提供高精度模拟重力环境。
实验柜里有两个圆盘，叫做转子，每个转子上面都装载了标准的实验模块，可以单独使用，也可以组合使用。原理就是利用离心作用，当前我们能够提供长期稳定的0到2倍重力范围，高精度模拟重力环境，利用这个实验柜我们可以开展包括生命、流体、燃烧等多项科学实验。
>>答疑解惑
为什么要把实验室搬到太空？
太空有着微重力、强辐射、高真空等许多不同于地面的特殊环境条件，其中最为显著的是微重力环境。在地面上创造的微重力实验环境，每次只能持续几秒，而空间站长期太空飞行所提供的近乎无限时的微重力科研条件，可以得出在地面上得不到的实验结果。
>>专家揭秘
“天宫课堂”咋备课？课程设计啥讲究？
“天宫课堂”此前已成功举行了两次太空授课，“天宫课堂”是怎么备课的？什么样的实验项目才能入选……
“天宫课堂”怎么备课？
“天宫课堂”授课专家组成员北京交通大学副教授陈征说：“多个领域的专家参与了“天宫课堂”备课，包括航天系统的专家、高校教师与科研人员、中小学老师等。“天宫课堂”开课前，航天员需要反复测试保证实验效果，他们把测试结果反馈给地面的专家组，对内容进行反复确认和沟通。大家看到的授课内容只有几十分钟，但实际上准备过程很长。”
本次课堂与以往有何不同？
本次中国空间站“天宫课堂”与以往大有不同，不光是“主讲老师”由神十四航天员乘组首次担任，授课环境也有了很大的变化。
“天宫课堂”的“讲堂”在以往天和核心舱的基础上，新增了问天实验舱，这样“太空教师”的活动范围更大了，相应在直播当中用到的摄像机机位和保障设备变得更多，地面调度的操作也更加复杂。
北京航天飞行控制中心通信调度原旭东说：“我们采用了问天舱和天和舱两舱切换跟踪的模式，每个舱都可以下传同样的摄像机（图像），包括话音。通过两舱的话音级联、图像下传，确保整个（太空授课）图像话音流畅。两舱接力过程中，为了保障授课效果，我们也是精心设计，再结合授课脚本进行图像话音切换。”
在这次太空授课中，飞控团队首次采用双中继卫星分别跟踪的方式，确保图像话音稳定回传。
原旭东说：“一颗天链中继卫星跟踪问天实验舱，另外一颗中继卫星跟踪天和核心舱，两个跟踪弧段是有交叠的，首先问天实验舱进行图像话音的下传，然后在中间两个星的搭接弧段，我们择机进行图像话音的切换。为确保回传到地面的图像话音稳定流畅，科技人员也制定了周密的方案预案。”
怎样的实验项目能入选?
中国航天员科研训练中心航天员训练教员石玉生说：“我们在选择实验项目的时候，主要有以下几点考虑：第一是天地的现象差异一定要显著，第二是科学原理要清晰，第三是整个的视觉效果要好，要具有传播性，能够起到真正的科普效果。”
课程设计有何讲究？
“天宫课堂”推出以来，已成功举行了三次太空授课。那么，几次太空课程中不同的课程设计有何讲究？
“天宫课堂”授课专家组成员北京交通大学副教授陈征介绍，“天宫课堂”第一课主要面向小学生，注重趣味性。“天宫课堂”第二课主要面向初中生，向下辐射小学生，向上辐射高中生和全社会的爱好者，有关空间科学实验的内容增加了，在保持趣味性的同时，让大家了解科学家在上面干什么，科学实验做什么。“天宫课堂”第三课更深入更立体，参与性更强。
>>陕西力量
航天五院西安分院打造“太空天路”
“太空课堂”最关键的一环便是保障通畅的通信链路。航天科技集团公司五院西安分院科研人员精心打造的空间站问天实验舱中继终端，通过中继卫星建立与地面的通信联系，搭建了一条“太空天路”，从而实现了航天员的实时授课。
通过中继终端建立的天基测控通信系统建成之后，将地面对问天实验舱以及空间站的测控覆盖率提高至90%以上，确保问天实验舱在绝大部分时间都保持与地面的实时通信。西安分院载人航天工程任务负责人余晓川介绍，载人航天工程原有的地面测控站、海上测控站测控覆盖率较小，如今则实现了几乎100%的测控覆盖率，确保航天员与地面实时授课畅通无阻。在此次活动中，中继终端通过在天链中继卫星之间的切换跟踪，确保了信号传输持续正常。 华商报记者 马虎振
