太空科學課（二十一）

光陰似箭，一轉眼我們就來到了天宮課堂第三課的最后一期。隨著神舟十四號乘組航天員授課的結束，接下來就是傳統的“天地互動”——課堂提問環節。一起來看看同學們又提出了哪些有趣的問題吧！

首先是北京地面課堂的同學提問。這名同學的問題是以后還會有什么樣的動植物住到“太空旅館”里面。她說的“太空旅館”，其實就是空間站里的生命生態實驗柜。陳冬回答，空間站里除了可以養殖擬南芥和水稻，在生命生態實驗柜下部的單元房間，還可以養殖斑馬魚、線蟲等動物。通過實驗裝置，科學家們可以根據不同動植物適宜的生長環境，調節光照、溫度等條件，還可以定期給它們拍照、錄視頻，記錄它們在太空中的生長情況。

第二個提問的是山東的同學。她的問題是太空中沒有重力，也就沒有“上”和“下”兩個方向，那空間站種的擬南芥為什么還會把根扎在土壤里呢？劉洋告訴這名同學，這其實是因為植物根部的生長不僅僅有朝向重力方向的“向重性”，還有“向水性”。土壤中具有充足的水分，所以擬南芥和水稻的種子在萌發的時候，根部就會向含有水分的土壤里生長。值得一提的是，地面上，植物的根部一般都會在土中持續向下生長，而太空中的植物根部一旦進入土壤之中，就會在土壤里向四面八方生長，形成一種十分凌亂的姿態。

第三名提問的同學同樣來自山東地面課堂。他想知道太空中植物的生長周期和地面上的是否有不同。這個問題由蔡旭哲做出解答。確實，太空微重力環境對植物生長發育的很多方面都有影響，科學家們也證實了在微重力環境下很多植物的生長周期確實會發生變化。太空熊貓君曾經為你介紹過，陳冬在“天宮二號”空間實驗室內種植過生菜，經過觀察，發現這些生菜的生長周期和地面上相差不大，而在“天宮二號”內種植的擬南芥生長速度就比地面上的緩慢，但是存活時間卻更長，這也是一個很神奇的發現。

接下來提問的兩名同學都來自河南。一名同學提問：空間站里種植的植物能否接收充足的光照？這個光照是來自空間站內的燈具還是來自太空中的自然光呢？劉洋回答道，太空中種植的植物都是在實驗柜里培養的，無法接受自然光照射，只能通過實驗柜里的人工光源來獲取充足的光照、滿足生長發育的需求。

另一名同學則問道：我們在地面上常用的機械鐘、電子鐘，在太空中還能正常使用嗎？太空中的引力、輻射、微重力等因素，會不會影響它們的運行？這個問題也十分有趣，太空中有諸多和地面不同的環境要素，對人類的設備影響應該很大。不過電子鐘、電子表等電子設備，工作時電路并不會受到這些因素的影響，所以它們完全可以在太空中正常工作。而機械鐘表是否還能使用，則要看它的工作原理：傳統的機械鐘表主要有發條鐘表和擺鐘，發條鐘表通過發條來提供動力，在太空中受微重力的影響較小，而主要依靠重力單擺提供動力和穩定性的擺鐘，則無法在太空中正常工作了。

在天宮課堂中，蔡旭哲還向我們透露了一個小秘密：空間站內還將安裝一個高精度的冷原子鐘。在天宮課堂第三課直播后不久的10月31日，隨著夢天實驗艙升空對接，這世界上第一套空間冷原子鐘組也正式在軌飛行。這套空間冷原子鐘組主要包含氫原子鐘、銣（rú）原子鐘、鍶（sī）光學鐘，它們三個組合在一起，互相彌補不足，可以大大提升時鐘的精確度和定位的準確性。根據測量和預計，這套冷原子鐘組可以達到50億年誤差1秒的級別，刷新了世界紀錄。

下一名提問的同學來自云南地面課堂。她想知道居住在飛行的空間站中，航天員是否會感受到顛簸，能否看到其他航天員或者衛星。我們平時乘坐交通工具的時候，無論是汽車、地鐵、火車、飛機，都多多少少會感受到顛簸，這些顛簸其實是馬路或者軌道不平整、空氣的氣流不穩定等原因導致的，而空間站的運行不需要軌道、周圍的空氣也很稀薄，不會對空間站的飛行造成影響，再加上空間站上具有控制力矩陀螺等調姿設備，所以空間站即使高速飛行，也依然十分平穩，航天員一點兒都不會感覺到顛簸。目前，在太空運行的載人空間站只有中國空間站和國際空間站，人造衛星確實有很多，但是空間站和這些衛星都在以不同的軌道運行，相互之間的距離非常遠，航天員們很難單憑肉眼看到其他衛星，更別說看到國外的航天員了。

后面提問的同學同樣來自云南，這名同學提出了大家都很好奇的問題：在太空中看到的地球有幾種顏色？最美的景象是什么？在中國空間站上，可以俯瞰近乎半個地球。而中國空間站環繞地球飛行一圈約90分鐘，看到的景色自然也是變化無窮的。蔡旭哲告訴我們，當地球被太陽照亮的時候，航天員們可以看到蔚藍的海洋、黃綠相間的陸地、飄浮的云朵、披著積雪的山脈和大片的黃色沙漠；而在地球的陰影區，城市的點點燈火像寶石一樣點綴在烏黑的大地之上。

在蔡旭哲眼中，他最喜歡地球外圈明亮的大氣輝光。??？大氣輝光是什么？我們好像從來沒有看到過呢。大氣輝光和極光的原理有點兒類似，都是發生在大氣層高層中的光致發光現象。白天的時候，太陽光照在大氣層上，陽光中的紫外線會激發大氣中的各種分子或者原子，讓它們進入一種能量更高的狀態，而到了夜晚，這些分子或者原子又會將能量以光線的形式釋放出來。這些光在大氣中再次發射和散射，形成了微弱的輝光，這就是大氣輝光。它的亮度不高，在地面上幾乎無法用肉眼看到，只有利用專門的相機或者光度計才可以觀測到；而在太空之中，卻幾乎可以隨時觀看，這是一道空間站獨有的地球景色。蔡旭哲說，不斷閃爍的大氣輝光有時候是金色，有時候是藍色，有時候是紫色，無論已經看到了多少次，再看也會覺得震撼。

最后一名同學的問題估計是大家最關注、最想知道答案的：我們要如何做，才能成為一名合格的航天員呢？對此，陳冬向大家介紹到，想要成為一名航天員，需要經歷嚴格的選拔和訓練。最基本的要求，就是要身心健康。航天員對航天環境要有較好的耐力和適應性，還要有滿足要求的教育背景和職業背景，當然，還有年齡、身高、體重等方面的具體要求。我們要堅定理想、認真鍛煉身體、好好學習，未來就有很大機會成為一名優秀的航天員！

到這里，天宮課堂第三課就圓滿結束了。2022年12月4日，三位太空教師成功返回地面，神舟十四號載人飛行任務取得圓滿成功。2023年5月30日，神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”，其中，來自北京航空航天大學的載荷專家桂海潮備受關注。作為一名大學教授，給學生講課，可是他的老本行，他一定會給我們準備更多有趣的知識和神奇的實驗。同學們，我們一起期待天宮課堂第四課的精彩內容吧！