空间站作为国家太空实验室,也是重要的太空科普教育基地。那么,站在400公里天外,“天宫课堂”有什么讲究?如何确保跨越天地的“天宫课堂”成功实现?
　　据航天科技集团五院空间站系统测控与通信分系统主任设计师易予生介绍,此次“天地授课”基于天链中继系统,采用高速双向音视频传输,以天地对话等互动形式开展。舱内采用多台高清摄像机,通过中继高速链路将高清视频实时传送至地面,地面情况则由地面上行两路高清图像送至舱内显示器,从而实现天地间双向视频传输。
　　“同学们,听我的口令,全体起立,向后转!”王亚平老师与地面课堂学生之间的交流,几乎没有延迟,其核心就是空间站话音处理器,实现了空间站舱内、舱间、天地、出舱以及和神舟飞船间音频通话,天地间实时通话的时延在1秒以内。“话音处理器既可以构建一对一的私聊环境,又随时可以建立‘群聊’,把有兴趣的小伙伴们一起加进来。”专家介绍。
　　在教具选择上,也颇费心思。天和一号核心舱虽然比较大,但大部分都被航天员的科研、生活用品和空间站运行设备所占用,因此教具重量、体积都有限制,需经特殊设计和考虑。教具运送过程中,还会经历超重和剧烈振动的恶劣环境,因此要事先对教具进行振动实验等考核。此外,太空授课必须考虑失重环境的影响,比如必须保证教具能在失重条件下使用,航天员在失重条件下摄像如何保持稳定,都需要练习。
　　太空教育是世界载人航天活动的组成部分。美国女宇航员芭芭拉·摩根于2007年8月乘坐“奋进”号进入国际空间站,完成了人类历史上第一次太空授课。
　　2013年6月20日上午10点,我国首次太空授课开始。神舟十号航天员王亚平通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。“当年,芭芭拉主要讲述太空生活的衣食住行。中国首次太空授课则是真正的太空物理课。”全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩认为,我国太空授课的科技含量较高,难度也更大。
　　“太空授课挑战不小。”中国航天科工二院研究员杨宇光表示,在有限的时间、空间和物资条件下,仅教具的选择和运送就非常考究,太空物资运送成本很高,1公斤物品的运输成本远超1公斤黄金的价值。更重要的是,在短短的时间里,既要在太空演示物理现象,还要讲明白物理原理,对于备课和临场组织调配要求极高。
　　此次太空授课与首次太空授课有哪些不同?一是“太空课堂”比2013年大许多,而且更现代化,可以更方便、更精彩地演示太空实验和太空生活；二是我国的测控通信系统性能有了很大提高,依靠天链1号中继卫星星座提供的宽带,可以把太空授课的高清视频更流畅地传回地面；三是这次不仅有物理实验,还有生物实验,可使青少年开阔眼界。2022年,中国将建成大型长期载人空间站,届时中国的太空教育会更加丰富多彩。
　　本版稿件据新华社、环球时报、科技日报、央视等