“天宫课堂”新教室长啥样?
动植物的“太空旅馆”有什么神器?
拟南芥、水稻适应太空生活吗?
10月12日,“天宫课堂”第三课如约开讲。“太空出差三人组”陈冬、刘洋、蔡旭哲在中国空间站问天实验舱内,给青少年们授课。授课采用天地对话的方式进行,除了北京的地面主课堂,河南郑州、山东菏泽、云南大理也设置了地面分课堂。
新教室神器多,生活和科学实验两不误
这次授课,航天员们用上了新教室——问天实验舱。
新教室长啥样?陈冬和刘洋带着大家先探秘了一番。问天实验舱不仅具有生活功能,还具有科学实验功能。
问天实验舱是空间站的第一个完整的实验舱段,具有完整的环控生保系统和基本生活设施。
睡眠区为将来的乘组轮换提供保障。问天实验舱的睡眠区的方向和核心舱不同,核心舱是横向的,而问天实验舱则是纵向的。刘洋说:“在微重力环境下,在任意方向,睡眠的感觉都一样,所以根据设计需要来安排睡眠区的方向。”
再往前飞,便是问天实验舱的生活区,这里有太空厨房设备、"健身房"、卫生间等。太空厨房的配置和核心舱基本相同,“健身房"则摆放了从核心舱转移来的太空自行车。
刘洋说,问天实验舱具备独立支撑航天员乘组在轨生活保障能力,有完整的控制系统,如果核心舱遇到紧急情况,问天实验舱可以作为整个空间站的核心接管控制。
科学实验功能方面,问天实验舱内有科学手套箱、低温存储柜、生命生态实验柜、辐射计量装置、生物技术实验柜、变重力实验柜等科学实验神器。科学手套箱提供了密闭洁净的操作空间,未来还要安装灵巧机械臂和显微操作系统,在它们共同合作下,可以给细胞做手术、穿刺,操作精度可以达到5微米。低温存储柜相当于实验样品的太空冰箱,可提供零下80℃、零下20℃、零下4℃的存储温度,满足不同样品对低温的需求。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。
变重力实验柜可进行高精度模拟重力环境,利用这个实验柜,可以开展包括生命、流体、燃烧等多项科学实验。
探秘动植物的“太空旅馆”,陈冬戴MR眼镜给植物采样
课堂上,我们看到了空间站里的太空生菜、太空小麦、太空水稻、太空拟南芥……
这些植物,都是在生命生态实验柜里培育的。“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’。”刘洋告诉同学们,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。
今年9月,航天员与地面课堂的同学们一起浇水播种了拟南芥。在这次课堂上,航天员首次在科学手套箱中演示了科学实验操作——采集拟南芥样本。
实验前,陈冬先戴上了我国空间站的首个混合现实(MR)眼镜。通过眼镜,科学手套箱中的画面呈现在直播画面上。“开启拍照”“发送图片”……通过语音口令,陈冬先给种植孔中的拟南芥拍了照片,并将图片传送给地面的科学家,随后拿起剪刀,小心翼翼地剪下拟南芥样本,放进冻存管中。“所有的冻存管拿出来之后,我会把它们放到下面的零下80度存储区,等到返回地面时带回地球交给科学家研究。”陈冬说。
目前在生命生态实验柜里,除了拟南芥,还培育了另外一种植物——水稻。经过70多天的生长,水稻种子已经长成了一棵棵水稻植株。刘洋介绍,这个实验的重要目标是要实现水稻从种子到种子全生命周期的培养。“在水稻培育过程中,我们发现了一个奇特的现象,在刚刚萌发的水稻叶尖上,出现了一个晶莹的小水滴,并且小水滴会越变越大,直到贴到了生长盒壁上,这是水稻的‘吐水’现象。”
“在太空中种植,植物能否接受到充足的光照?”河南地面分课堂的同学们在天地互动交流中,提出了这样的问题。
刘洋告诉同学们,实验柜里的植物无法接受太阳光的照射,但是里面有人工光源,可以通过调控光源的强度和光谱,为植物提供重组的光照,满足生长发育的需求。同时,科学家还可以根据不同植物生长对光的不同要求,来设计相应的光照条件。
“虽然目前我们还无法直接利用自然光,不过随着技术的进步,或许将来,我们可以直接利用自然光来培育植物。”刘洋勉励同学们要好好学习,勤于思考,“说不定这个问题就是由你们来解决的”。
超nice!微重力环境下航天员躺在空中喝水
在中国空间站,受重力梯度的影响,以及大型装置运行的扰动,这里并不是零重力,而是微重力。
微重力环境下,会有哪些神奇的现象发生?“天宫课堂”上,陈冬和刘洋分别进行了毛细现象、水球变“懒”、扳手翻转、两米长管子喝水等实验。
在水球变“懒”环节,刘洋往水球里加了个小钢球,神奇的一幕发生了:原本乱晃的水球就变“懒”了。
扳手翻转实验中,陈冬展示了不同的翻转方式,扳手翻转的样子也不同。
让网友们最羡慕的是喝水环节。“平时在地面,我们都是使用较短的饮水管,如果饮水管太长就比较费力。今天我准备长达两米的饮水管,看我能不能喝到?”说完,刘洋“飞檐走壁”,横躺着用两米长的管子,轻松喝到了芒果汁。她说:“地面由于重力的作用,使用饮水管喝水时液体管越高也就越费力,但空间站是微重力,仅仅依靠吮吸的力,就可以喝到两米以外饮水袋中的饮料了。”
在直播前,航天员叶光富揭秘,在中国空间站,坐着、站着、躺着……想怎么喝都行。而水则来自汗液、尿液的提纯,属于自产自销。叶光富说:“这些水都是经过科学严谨处理后的,甚至比纯净水还干净。”
星空浩瀚无比
探索永无止境
文|现代快报+记者 储希豪 胡玉梅
视频|现代快报+记者 苏蕊 刘晓琪 李艺蘅