天宮課堂

中國空間站作為國家太空實驗室，也是重要的太空科普教育基地，藴含着獨特的豐富教育資源，對激發社會大眾特別是青少年弘揚科學精神、熱愛航天事業具有特殊優勢。 ^[1] 

“天宮課堂”結合載人飛行任務，貫穿中國空間站建造和在軌運營系列化推出，將由中國航天員擔任“太空教師”，以青少年為主要對象，並採取天地協同互動方式開展。 ^[1] 

“天宮課堂”採取天地互動方式進行。央視新聞聯合中國科學技術館、江蘇、湖南、四川、新疆等多地科普大篷車進校園，香港、澳門等地“天宮課堂”分會場，舉辦特色航天主題活動。 ^[5] 

授課活動由中國載人航天工程辦公室聯合教育部、科技部、中國科協、中央廣播電視總枱共同主辦，中國科技館及載人航天工程相關參研參試單位提供支持。後續，“天宮課堂”將持續開展太空授課活動，積極傳播載人航天知識和文化，持續開展形式多樣、內容豐富的航天科普教育。 ^[6] 

2022年3月23日15時40分，“天宮課堂”第二課開講啦。在此次天地對話的過程中，數據傳輸主要依靠中繼衞星系統，位於四川成都的中電科十所承研的北京天鏈二號01星地面終端站和喀什天鏈一號03星地面終端站以及配套的測距轉發站設備作為系統重要部分，為“天宮課堂”牽起天地溝通的重要“線路”。 ^[16] 

多個領域的專家參與了“天宮課堂”備課，包括航天系統的專家、高校教師與科研人員、中小學老師等。“天宮課堂”開課前，航天員需要反覆測試保證實驗效果，他們把測試結果反饋給地面的專家組，對內容進行反覆確認和溝通。大家看到的授課內容只有幾十分鐘，但實際上準備過程很長。 ^[26] 

2013年6月20日，航天員王亞平在聶海勝、張曉光協助下進行首次太空授課，全國有8萬所學校、全國6000餘萬中小學生觀看授課直播，產生巨大社會反響，在一代人心中播下追逐航天夢想的種子。 ^{[1]  [21]} 

2021年12月9日15時40分，“天宮課堂”第一課開講，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行了太空授課。 ^[3-4] 

2022年3月15日至20日，微信公眾號中國載人航天徵集中國空間站“天宮課堂”學習心得，對“太空教師們”的祝福、想説的話，期待在“天宮課堂”學到的知識。 ^[11] 

“天宮課堂”第二課定於2022年3月23日下午在中國空間站開講，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富將配合進行，中央廣播電視總枱將面向全球進行現場直播。 ^[12] 

2022年3月23日15時40分，“天宮課堂”第二課在中國空間站正式開講並直播。 ^[17]  這次太空授課活動在中國科技館設地面主課堂，在西藏拉薩、新疆烏魯木齊設2個地面分課堂。 ^[18]  神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富進行授課。這是中國空間站第二次太空授課，也是中國航天員第三次進行太空授課， ^{[15]  [17]}  微博相關話題閲讀量超過10億次，被網友譽為“科普太空版，直播天花板”。 ^[21] 

2022年6月4日，神舟十四號載人飛行任務發佈會通報：神舟十四號任務期間，將全面完成以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙為基本構型的太空空間站建造，建成國家太空實驗室。神十四將繼續開展天宮課堂，並將首次利用位於問天實驗艙的氣閘艙實施兩到三次出艙活動。 ^[20] 

2022年10月12日15時45分，“天宮課堂”第三課開始，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲將面向廣大青少年進行太空授課，中央廣播電視總枱將面向全球進行現場直播。 ^[22] 

2022年10月，據中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2022年10月12日16時01分，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講，新晉“太空教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課，這是中國航天員首次在問天實驗艙內進行授課。 ^[25] 

2023年5月18日消息，中國載人航天工程辦公室推出《天宮課堂》線上課程系列，第一節課為大家介紹“載荷出艙任務”。神舟十五號航天員乘組即將完成6個月的“太空出差”，期間配合完成了多次空間站貨物出艙任務。18日，就由航天員與地面專家共同出鏡，為大家詳細解讀載荷出艙的流程及所藴含的專業知識。 ^[30]  5月27日，神舟十五號航天員乘組帶來第二節課，為大家介紹“高”端運動—微重力抗阻裝置。隨夢天艙上行的微重力抗阻鍛鍊裝置，主要用於航天員們上肢、下肢和腰背肌肉的力量鍛鍊。 ^[31] 

“天宮課堂”第四課在中國空間站正式開講，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮進行授課。本次太空授課活動繼續採取天地互動方式進行，共設立北京航空航天大學等5個地面課堂。3名航天員將在軌展示介紹中國空間站夢天實驗艙工作生活場景，演示球形火焰實驗、奇妙“乒乓球”實驗、動量守恆實驗以及又見陀螺實驗，並與地面課堂進行互動交流。 ^[35] 

北京時間2021年12月9日15時40分，“天宮課堂”第一課正式開講，中國航天員再次進行太空授課，這是中國空間站首次太空授課活動。

在約60分鐘的授課中，神舟十三號飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富生動介紹展示了空間站工作生活場景，演示了微重力環境下細胞學實驗、人體運動、液體表面張力等神奇現象，並講解了實驗背後的科學原理。授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了實時互動交流。 ^[8] 

與此同時，神舟十三號乘組也能通過空間站內的液晶屏幕，清楚地看到地面課堂內孩子們的一舉一動，還能實時進行“天地對話”。 ^[7] 

2021年12月9日，“天宮課堂”第一課開講，在軌飛行的神舟十三號乘組的翟志剛、王亞平、葉光富給廣大青少年帶來一場精彩的太空科普，太空轉身、水膜張力、泡騰片實驗等演示讓同學們大開眼界。授課中，航天員介紹展示了空間站工作生活場景，演示了微重力環境下細胞學實驗、人體運動、液體表面張力等神奇現象，並講解了實驗背後的科學原理。

在不借助外力的情況下，採用“游泳”的姿勢或使用吹氣的方法，都無法實現轉身自由。而當舉起手臂畫圈時，便可以緩慢朝某一方向轉身。

在浮力消失實驗中，航天員王亞平將乒乓球放入水中，用吸管將它推動到水面以下，乒乓球沒有像在地球上一樣快速浮上水面。

在水膜張力實驗中，王亞平製作了一個水膜，當王亞平把美麗的紙花放在水膜上時，花朵在太空中綻放開來。

在水球光學實驗中，王亞平向水球中注入氣泡，水球中形成了一正一反兩個人像。

在泡騰片實驗中，王亞平向注入藍色顏料的水球中放入泡騰片，泡騰片入水後產生大量氣泡。 ^[26] 

太空授課活動繼續採取天地對話方式進行，由航天員在軌演示太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗，介紹與展示空間科學設施（授課內容介紹附後），旨在傳播普及空間科學知識，激發廣大青少年不斷追尋“科學夢”、實現“航天夢”的熱情 ^[14]  。

2022年3月23日，神舟十三號航天員帶來了“天宮課堂”第二課，太空“冰雪”實驗、太空拋物實驗等又一波展示讓同學們記憶深刻。

在約45分鐘的授課中，航天員演示了微重力環境下太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗，講解了實驗現象背後的科學原理，還展示了部分空間科學設施。

在太空“冰雪”實驗中，過飽和乙酸鈉溶液球是飄浮在空中的，是在懸浮條件下完成的結晶變化，產生的外形和結晶的結構不受重力影響。

在液橋演示實驗中，向同學們演示失重環境下水的表面張力作用。

在地面上，水和油裝在一個容器裏，會自然分層，在空間站又會怎樣呢，可以看到，水和油並沒有自然分層，不過，航天員葉光富快速旋轉小瓶，水和油在離心作用下實現了分層。

在太空拋物實驗中，王亞平和葉光富相對拋出冰墩墩，冰墩墩並沒有像在地面那樣很快落地，而是沿原有方向做着近似勻速直線運動。在空間站微重力的環境下，物體運動幾乎不受重力的影響。 ^[26] 

中國航天員首次在問天實驗艙內進行授課。 ^[29] 

本次太空授課活動將繼續採取天地互動方式進行，3名航天員將在軌介紹展示中國空間站問天實驗艙工作生活場景，演示微重力環境下毛細效應實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會調頭的扳手以及植物生長研究項目介紹，並與地面課堂進行互動交流，旨在傳播普及載人航天知識，激發廣大青少年對科學的興趣。 ^[23] 

課程設計有何講究

本次“天宮課堂”的“講堂”在以往天和核心艙的基礎上，新增了問天實驗艙，“太空教師”的活動範圍更大了，相應在直播當中用到的攝像機機位和保障設備變得更多，地面調度的操作也更加複雜。採用了問天艙和天和艙兩艙切換跟蹤的模式，每個艙都可以下傳同樣的攝像機（圖像），包括話音。

在這次的太空授課中，飛控團隊也首次採用了雙中繼衞星分別跟蹤的方式，確保圖像話音穩定回傳，一顆天鏈中繼衞星跟蹤問天實驗艙，另外一顆中繼衞星跟蹤天和核心艙，兩個跟蹤弧段是有交疊的，首先問天實驗艙進行圖像話音的下傳，然後在中間兩個星的搭接弧段，擇機進行圖像話音的切換。

這次授課，相比前幾次授課有了進一步的創新，首先就是航天員老師將在全新的問天實驗艙段授課，演示天地迥異的實驗現象，進一步激發同學們對於日常現象的思考；同時還將首次展示空間站植物研究項目的科學實驗操作，進一步展現國家的空間站作為國家太空實驗室的強大科研能力。 ^[26] 

在毛細現象實驗中，展示流體現象的天地差異，流體表面張力作用又一次大顯神威。實驗簡單但涉及的原理比較複雜，科學家利用這些原理去解決遇到的問題，比如航空器發動機的燃料儲箱、高空熱管都利用了毛細作用。 ^[27] 

2023年9月18日，據中國載人航天工程辦公室消息，“天宮課堂”第四課定於9月21日下午15時45分開課，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮將面向全國青少年進行太空科普授課。屆時，中央廣播電視總枱面向全球現場直播。

本次太空授課活動繼續採取天地互動方式進行。3名航天員將在軌展示介紹中國空間站夢天實驗艙工作生活場景，演示球形火焰實驗、奇妙“乒乓球”實驗、動量守恆實驗以及又見陀螺實驗，並與地面課堂進行互動交流。 ^[32-33] 

“天宮課堂”通過央視新聞客户端、“學習強國”平台和載人航天工程網廣泛徵集授課內容、互動提問和創意建議，擇優納入“天宮課堂”籌劃實施。 ^[1] 

2022年3月15日報道，據中國載人航天工程辦公室消息，中國空間站“天宮課堂”將於近期擇機開展第二次太空授課活動。授課活動將全程進行直播。 ^[10] 

2023年9月29日，“學習強國”學習平台播出：學習強國太空教師課堂·王亞平天文課：空間碎片與航天安全。 ^[36] 

2022年2月，入選2021年度十大科普事件。 ^[9] 

2022年3月，《中國空間站 天宮課堂》被評為2021年第四季度優秀廣播電視新聞作品。 ^[19] 

“天宮課堂”推出以來，已經在去年12月和今年3月成功舉行了兩次太空授課，激發了很多青少年對科學的興趣。2022年是中國載人航天工程30週年，不僅航天事業科技創新屢創佳績，航天相關的科學普及也越做越好。如今，“天宮課堂”逐漸成為國家太空科普的國家品牌。（央視新聞客户端 評） ^[28]