“天宫课堂”第四课来了

◎本刊综合

2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮进行太空科普授课。这是中国航天员首次在梦天实验舱内授课。接下来，让我们一起看看这次太空课堂上有趣的太空实验吧。

图1 天宫课堂开课（图/新华社）

实验一：球形火焰

朱杨柱取出一支蜡烛，桂海潮划燃火柴点燃它。与地面上蜡烛的明亮、锥形火焰相比，空间站中燃烧的蜡烛火焰呈蓝色，形状近似球形。朱杨柱轻轻转动蜡烛，火焰的形状几乎不变。

原理一起学：

在空间站，微重力环境几乎消除了浮力对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，因此不管蜡烛的方向朝向哪里，火焰都近似球形。

在地面，由于重力作用，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。

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，因此蜡烛的燃烧不如地面充分，火焰的温度更低。

实验二：奇妙“乒乓球”

朱杨柱用水袋挤出一个水球，桂海潮用普通的乒乓球拍击打，水球没被弹出，反而粘在了球拍表面。朱杨柱拿出“秘密武器”——在轨运动时擦汗的干毛巾，将毛巾包在球拍表面，再一挥拍，水球变成了“乒乓球”。接着，朱杨柱和桂海潮各持一拍，你来我往地开始了“乒乓球”友谊赛。比赛结束后，朱杨柱还一口把“乒乓球”吞了下去。

原理一起学：

水在太空中因为表面张力变成了球形。毛巾的表面布满了疏水的微绒毛，有很好的疏水性能，水与其接触时可以轻松滑落，不会被吸收，因此“乒乓球”可以被弹出去。

图2 奇妙“乒乓球”实验（图/新华社）

实验三：动量守恒

图3 动量守恒实验（图/新华社）

朱杨柱和桂海潮给梦天气闸舱舱门贴上一米见方的标准网格布，进行动量守恒实验。只见两位“太空老师”分别演示了两个同样大的钢球撞击、小球撞大球以及大球撞小球所产生的不同效果。

原理一起学：

当两个同样大的钢球进行“动碰静”时，根据动量守恒，可以计算得出两个球“互换”了速度；当“小碰大”时，可以计算得出小球进行反方向运动，大球以较慢的速度向前运动；当“大碰小”时，可以计算得出大球的运动速度和方向不变，小球以更快的速度向前运动。

实验四：又见陀螺

桂海潮拿出一个陀螺，这个陀螺可以纵向旋转，两侧均有握柄。飘在空中的桂海潮先握住静止的陀螺，左右手交替抬高、放下，躯体并没有变化，而当朱杨柱让陀螺快速转动起来后，再做出同样动作的桂海潮，身体明显出现了转动。

原理一起学：

陀螺快速自转，产生了角动量，再改变它的方向时，角动量会发生显著的变化。陀螺与航天员的手产生了反作用力学，从而让航天员轻松地转身。