太空科学课（十一）

之前我们一起回顾了中国空间站首次太空授课中最后的实验演示环节——水球光学实验和“太空欢乐球“实验，接下来是天地连线互动环节。同学们都向航天员提出了什么问题呢？

氧气不够怎么办？

首先提问的是来自广西南宁地面课堂的同学，他的问题是我们在地球上呼吸时会吸入氧气、呼出二氧化碳，然后通过植物进行光合作用吸收二氧化碳、排出氧气，这样的循环可以保证地球上的氧气是充足的，二氧化碳也不会太多。那么在空间站中，这样的循环是如何进行的呢？

这个问题由航天员叶光富回答。在中国空间站中，他们是利用电解制氧系统，通过电解水来产生人体呼吸所需的氧气。这个操作的原理并不复杂。我们知道水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，一般情况下我们很难将水分子“拆开”，但是如果我们给水通电，也就是将电源的正负两极插入水中，两个电极就会冒出气泡，这就是水的电解，冒出来的气泡正是氢气和氧气。当然，航天员呼吸产生的二氧化碳也是需要被及时回收的，不然空间中的二氧化碳越来越多，对身体会造成危害。空间站中配备了二氧化碳去除系统，可以吸收空气中的二氧化碳。在未来，中国空间站还会配备二氧化碳还原系统。这个系统可厉害了，它不仅可以吸收二氧化碳，还可以让电解水产生的氢气和二氧化碳进行化学反应，产生更多的水。这样，空间站里的物资循环能力就更加强大了。

航天員们能上网吗？

下一个是澳门地面课堂的同学提问，他的问题估计也是很多同学所好奇的，航天员们在空间站中工作生活这么久，休息的时候可以在太空里上网玩游戏、看视频和发电子邮件吗？我们可以给空间站里的航天员们发电子邮件吗？航天员们在太空中是否能跟在地面一样，实时看到世界各地的电视呢？

叶光富回答，在空间站中是可以上网的，航天员们可以和地面人员发电子邮件，进行视频通话，休息的时候可以读读小说、看看电影、听听音乐，还可以看电视——不仅能看，电视频道还不少呢！不过，目前空间站和地面的邮件通信系统是经过特殊处理的，暂时收不到地面上的同学们发来的电子邮件。不过，在网上给航天员留言、评论，他们都是会看到的。

在太空看到的风景有什么不同？

接下来是来自四川汶川的同学提问，她很好奇在太空中看到的景色和地球上的有什么不同：星星是否还会一闪一闪地眨着眼睛，空间站周围有没有出现UFO，天空还是像地球的天空那样瓦蓝瓦蓝的吗？这问题背后的原理可是很有意思的。

王亚平回答，在中国空间站中，航天员同样可以看到明亮的太阳、美丽的月亮以及漫天的繁星，不过最不能忽视的一定是巨大、蔚蓝的地球。中国空间站距离地球表面大约400 千米，相比于直径1.27 万千米的地球来说，不过像是与西瓜表面隔着一粒芝麻的距离，在这个距离回看地球，一定会被地球的硕大与瑰丽所震撼。而在太空里看星星和在地面上望天空也有很大的不同。

说起星星，很多人首先会想到“一闪一闪亮晶晶”，可是为什么星星会闪呢？我们常见的星星绝大多数都是恒星，这其中的大部分恒星是不会产生我们肉眼可见且容易发现的亮度变化的。而星星的闪烁其实和大气的运动有着很大的关系。大家都知道大气是无色透明的，理论上并不会影响到星星的光线。不过现实的情况会更复杂。大气时时刻刻都是在运动着的，由于速度或者温度的不同，不同位置的大气密度会存在微小的差异，所以当星星发出的光线从遥远的太空进入地球大气层之后，就会因为大气密度的变化而产生微小的动荡，再加上空气中的尘埃也会对光线产生一些遮挡，在我们看起来，星星就好像是在闪烁一样。而在太空中，也就是大气层之外，没有了大气的影响，星星不仅看起来会更加明亮，而且也不会出现闪烁的现象。

那在太空中看到的天空是什么样子的呢？我们看到的白天的天空是蔚蓝色的，这也和大气层有关。

太阳是距离地球最近的恒星，它给我们提供了充足的光照和热量。白天，太阳光要穿透厚厚的大气层才会到达地面，然而大气会对光线产生一种叫作“散射”的作用。简单来说，就是大气在“想方设法”地让太阳光向四面八方发散出去。这个作用对蓝色的光最明显，对红色的光最微弱，结果就是太阳光中的蓝色光被散射出去，把整片天空都照成了蓝色。而在没有大气的太空中，太阳的光线不会被发散，所以虽然航天员看到的太阳会格外明亮刺眼，但是其他方向的天空却是纯纯的黑色，除了月光和点点星光就没有其他光亮了。

王亚平还向同学们介绍了一个在空间站里能看到的神奇现象。我们之前提到过，为了保障空间站可以持续稳定地环绕地球，它的运行速度是非常快的，差不多90 分钟就可以环绕地球一圈。这也意味着一个半小时就可以看到1 次日出，所以空间站里的航天员每天都能看到16 次日出呢！是不是非常神奇？至于UFO，当然是没有看到啦！

坐飞船与坐过山车，哪个更刺激？

接下来举手提问的是一位来自北京的同学，她的问题也同样非常有趣：航天员在乘坐飞船冲出地球和返回地球的时候，是不是像我们坐过山车一样刺激？过程中有哪些奇妙的体验呢？

翟志刚回答，坐飞船可是要比坐过山车更刺激，因为飞船在冲出地球和返回地球的过程中，产生的负载是远远大于乘坐过山车的。根据资料显示，目前世界上加速度最快的过山车，可以达到重力加速度的2 倍，我们常见的过山车还达不到这个效果。而在飞船返回的过程中，过载是非常大的。神舟飞船采取半弹道式返回方式，在气动减速阶段承受的最大过载是重力加速度的3 倍。过载最大的时刻发生在返回舱着陆的时候，瞬时冲击过载可以达到重力加速度的15 ～ 20 倍，即便返回艙本身和航天员的座椅都已经配备了缓冲系统，航天员在着陆瞬间承受的过载也会达到重力加速度的10 倍，还是非常危险的。

至于乘坐飞船是什么感觉，翟志刚建议同学们有机会去坐一坐离心机，坐完离心机就知道乘坐飞船的感觉了。他所说的离心机可不是生物、化学领域用来分离溶液的设备，而是用于超重耐力与适应性训练的载人离心机。航天员必须经过严格的训练才能保障他们可以在巨大过载中依然能保持清醒，可以完成必要的操作。高速旋转的离心机可以产生8 ～ 10 倍的重力加速度，相当于在航天员的身体上压上8 个以上他自己的重量，同时航天员还要完成各种动作，这可不是普通人能承受和完成的。

在太空中会飘着睡觉吗？

最后一个问题也来自北京的同学：航天员们在太空睡觉的时候，会飘来飘去吗？会做梦吗？做的梦和在地面上的有什么不一样呢？确实，航天员在空间站中是飘来飘去的，如果睡觉的时候也飘来飘去，就可能发生危险。为了保障航天员的安全，空间站的睡眠区里都设有被固定住的睡袋，航天员睡觉时要钻到睡袋里，把自己“捆”起来，这样就不会飘走啦。在太空中睡觉并不是件容易的事情。我们在地面上睡觉总是要躺下，让头部和身体保持水平状态。可是在太空中，由于缺乏重力，人体并没有上下的方向感，躺着睡觉就像站着睡觉一样，身体还是会感觉不习惯。在太空中睡觉也是会做梦的，王亚平还分享说她会梦到家人、朋友和有趣的事情。

到这里，天地连线环节就结束了，航天员老师在回答同学们五花八门的问题过程中，也让我们了解了空间站里的技术与生活。最后，三名航天员为全国的同学们带来了来自太空的祝福：“太空科技奥秘无穷，未来属于你们！”“星空浩瀚无比，探索永无止境，希望同学们张开梦想的风帆，向无尽的宇宙远航！”“飞天梦永不失重，科学梦张力无限！”

至此，中国空间站首次太空授课落下帷幕。但是下一节课也并不遥远，2022 年3 月23 日下午，天宫课堂再次开课。那么在这次授课中，航天员们又为我们展示了什么，同学们又提出了哪些有趣的问题呢？别急，太空熊猫君将继续为你解读。