光明日报记者 章文
9月21日下午，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”——神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一节精彩的太空科普课。
“天宫课堂”是一扇连接地球与太空的奇妙之门。这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。记者专程来到位于北京航空航天大学的地面课堂，在这里与同学们一起跟随航天员穿越波澜壮阔的星空，展开一场关于宇宙的美妙旅程。
在北京航空航天大学，学生收看“天宫课堂”第四课。新华社记者 鞠焕宗摄
在内蒙古阿拉善盟额济纳旗地面课堂，学生在做趣味实验。新华社发
全新太空教室亮相
15时48分，三位博士航天员如约“飞”到了大屏幕中央，同大家打招呼。随后，跟随“摄像师”景海鹏的镜头，全新的太空教室——梦天实验舱的场景在同学们眼前徐徐呈现。
桂海潮介绍，在梦天实验舱内，有空间站里最多的科学实验设备，有13个科学实验柜的安装空间，还具备载荷自动进出舱功能。
“梦天舱实验载荷区域是梦天舱的核心区域，在这里可以开展流体物理、材料科学、燃烧科学等微重力物理科学的基础研究，同时还能探究工程技术领域的前沿问题。”朱杨柱指着头顶上的高温材料科学实验柜，趣称其为“太空炼丹炉”，第一批在“炼丹炉”里接受高温考验制备的材料，已随神舟十五号航天员返回地面，有希望推动半导体技术的进步和升级换代。
“同学们，你们知道世界上最冷的地方在哪里吗？”桂海潮马上做出了解答，“就在我头顶——超冷原子物理实验柜，它可以制备出接近绝对零度的超低物质，这种物质的原子会呈现特殊的状态，帮助我们更好地探索量子力学的奇异世界。”
空间站里的实验柜出了问题该怎么办？桂海潮来到了一台在线维修装调操作柜前，打开挡板为大家展示了空间站里的太空维修工厂。“它具有超大的操作空间，配置了一款小机械臂，一款VR眼镜以及一个可移动的维修平台，用多种手段来辅助我们完成对载荷的装配、维修、清洁等精细操作。”桂海潮说。
科学实验创意满满
在约48分钟的互动交流授课过程中，三位“太空教师”在轨演示了球形火焰实验、奇妙“乒乓球”实验、动量守恒实验以及又见陀螺实验等一系列炫酷又有趣的实验，天地间掌声和笑声此起彼伏。
空间站中蜡烛的燃烧与地面究竟有什么区别？课堂上，当蜡烛被点燃后，可以看到，与以往地面蜡烛的锥形火焰不同，空间站中燃烧的蜡烛火焰呈现蓝色，形状近似球形。朱杨柱轻轻转动蜡烛，火焰的形状几乎没有变化。
为什么会有这样的差别呢？桂海潮解释：因为在地面有重力的作用，燃烧后的热气上升冷气下降形成了浮力对流，因此蜡烛的火焰呈锥形。而在空间站里，微重力环境几乎消除了这种浮力对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，不管蜡烛的方向朝向哪里，它的火焰都近似球形。此外，在空间站里，燃烧对流十分微弱，氧气的补充不如地面及时，蜡烛的燃烧也不如地面充分，火焰的温度也会更低一些，蓝色火焰就是燃烧温度低的一个表现。
在奇妙“乒乓球”实验中，桂海潮拿着乒乓球拍去触碰水球，飘浮在空中的水球没有破裂，而是牢牢地粘在球拍上。这时，朱杨柱拿出了包裹着干毛巾的乒乓球拍，只轻轻一碰，水球就像乒乓球一样弹开了。朱杨柱讲解：“除了表面张力使水球不容易破裂之外，毛巾表面还布满了疏水的微绒毛，有很好的疏水性能。”
随着镜头的转换，朱杨柱带着大家来到了一个一米见方的标准网格布前，他拿出一个质量为500克、直径是49.5毫米的实心钢球，放到网格布中间。桂海潮也拿出了一个一模一样的钢球，抛出去碰撞之前那个静止的钢球，只见静止的钢球开始了运动，而被抛出去的钢球却静止了。桂海潮接着拿出一个质量为100克的小钢球，用小球去碰大球。小球碰到大球之后调转了方向，大球却沿着小球初始的运动方向继续前进。桂海潮说：“同学们通过计算就可以发现，刚才我们演示的这些碰撞无论是接近于正碰的情况，还是斜碰的情况都满足动量守恒。”
