“天宫课堂”看完是不是还觉得不过瘾？航天员在空间站的生活日常，“天宫课堂”其实只展现了“冰山一角”。记者特邀南京航空航天大学闻新教授和李晋斌教授，带领意犹未尽的读者们一起深度解读有趣的太空——
A、 实验解读
失重环境里，细胞照样“活得好着呢”
太空里，细胞为啥会跳动，还能一闪一闪？航天员叶光富演示的细胞运动画面，让不少观众觉得相当神奇。在太空中，细胞照样“活得好着呢”！
闻新教授介绍，在空间站进行细胞观察，是太空实验的重要任务之一。空间站的实验室具备很多地球实验室所不具备的条件，比如失重的环境与辐射影响等等。航天员在空间站中的一项重要工作就是进行各种太空实验任务，如细胞观察、太空种植等。
空间站有一套新鲜食品“生产线”，为了满足植物生长过程中所需要的光照条件，它采用红、蓝、绿三色LED光线照射植物。植物生长在含有介质和肥料的培养袋上，袋子表层有毛细管作用，使肥料营养能进入植物体内。年航天员成功地种植出了红色长叶莴苣。
别说转身，漂浮状态下想要不靠外力自己移动都难
“天宫课堂”里，航天员叶光富在王亚平的指挥下演示了太空中的“转身”动作。不少听课的学生们发现，在转身结束后，叶光富迅速将自己卡进了空间站的扶手里。闻新教授介绍，为了验证航天员在不借助任何舱壁的情况下，是否可以只靠自己的力量移动，两个曾在奋进号航天飞机上工作的航天员做了一个测试。他们将同组的航天员南希·柯里，小心地放置在空中，并使她碰不到任何舱壁。柯里发现无论她怎样奋力运动身体或拍动手臂，她都如同卡在半空中一样，无法到达别处。
“这是由于航天员在飘浮状态下，通过摆动身体与空气相互作用产生的力过小，还不足以实现移动，所以利用扶手的反作用力移动是比较容易的方法。
太空中重力消失，浮力也跟着不见了
失重状态下，水的浮力会消失吗？王亚平在演示中将一个乒乓球放入了水中，然而，乒乓球并没有浮起来。在太空中，浮力消失，乒乓球也“沉”在了水里。
南京航空航天大学理学院李晋斌教授科普道，浮力指的是浸在流体内的物体受到液体竖直向上托起的作用力。在公元前年，古希腊物理学家阿基米德就发现了浮力原理。太空中为何浮力会消失？这要从浮力产生的原因说起。浮力产生的根本原因是液体在物体上下表面产生的压强差。而液体的压强是在重力的作用下产生的。在中学课本中，我们学到液体中某一点压强p=ρgh（ρ表示液体的密度；g是常数，刻画该点重力大小，是物体所受重力与质量的比值，即重力加速度；h是研究的点距离液面的高度。）到了太空重力消失，也就说g=0，液体压强也跟着消失，从而浮力不见了。
纸花会开，是因为“水膜张力”
在航天员王亚平做好水膜后，她拿出了一个花朵折纸，小心翼翼放在水膜上。令人惊讶的现象出现了——花朵在晶莹剔透的水膜上慢慢地“开放”了。
什么是水膜张力？李晋斌科普道，水膜张力实验本质原因是液体的表面张力，由于分子间作用，液体会产生使表面尽可能缩小的力，这个力称为“表面张力”。清晨凝聚在叶片上的露珠、水龙头缓缓落下的水滴，看起来近似球状，这都是在表面张力的作用下形成的。此外，水黾、蜻蜓等昆虫等之所以能站在水面不下沉，也是由于表面张力的作用，而非浮力。
在地球上液膜也有表面张力，只是表面张力很小，液体还受到重力等原因影响，不容易观察到，只有加入肥皂水等活性剂才能增强水的表面张力，在阳光下形成五彩斑斓的肥皂泡。
气泡让水球变成“透镜组合”
“真神奇，水球里看到人像，为啥一正一倒呀？”“天宫课堂”的水球光学实验，让观众们大呼“神奇”。李晋斌教授介绍，成像一正一倒的“秘诀”是水球中的气泡。航天员往水球中打入一个气泡后，因为浮力和重力的消失，气泡不会向上飘，而是老老实实待在水球中，水球因此被气泡变为了两部分，中间是打入的空气，气泡周围是水。“这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，呈现出一个倒立的像。内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。”
浮力的消失诞生了“太空欢乐球”
实验“泡腾片水球”也和浮力有关。泡腾片在水中产生的气泡，为啥就是“冲”不出水珠？李晋斌教授告诉记者，这还是因为太空中浮力消失的原因。李晋斌说，本次授课含有“浮力消失”“水膜张力”“水球光学”“泡腾片”实验，这四个实验都会与水有关，首先因为水是航天员在太空的生命保障，拿水当实验材料，容易获得；其次水也是我们生活中经常接触的，通过对水的探究能产生强烈的“天”“地”对比，让听课者印象深刻；通过水的多次使用，四个实验也体现了课程的连贯性，是科学的实验安排。
闻新教授新作《1小时星际探索·航天员》
B、 航天员的在轨生活，是这样过的——
航天员“站着”也能睡，起床靠闹铃
航天员王亚平在直播中展示了自己的睡眠区。南京航空航天大学航天学院闻新教授告诉记者，由于失重环境的影响，在太空里航天员站着和躺着是没有区别的，睡觉时也不需要保持躺下来的姿势。他们只需钻进睡袋里，拉上拉链就可以美美地睡上一觉。睡袋可通过钩子与束缚带子固定在舱壁上，防止熟睡时航天员飘来飘去，甚至导致做噩梦。为节省空间，睡袋可以在平时卷起，睡觉时才放开。
此外，空间站里的起床铃声每天都不一样，铃声是各种音乐与大自然的声音，通常是由航天员或亲朋好友点播的，这样可以帮助航天员保持乐观心态。音乐铃声是从地球的航天中心发射的。
每天都要骑“太空脚踏车”
长期处于太空失重环境中，人的身体会产生肌肉萎缩、骨质流失等现象，这主要是由血液向头部转移造成的。因此为了保持形体与身体健康，每天适当的锻炼对航天员来说是有必要的。此前，闻新教授在接受扬子晚报记者采访时就介绍了太空锻炼的方法，如骑脚踏车可以锻炼航天员的腿部肌肉。“太空中的脚踏车是没有座位的，脚踏车锻炼的负荷可以设置，在负荷最重的情况下，航天员锻炼两分钟就感到犹如已经爬了一座小山。”闻新介绍，航天员还可以在跑步机上跑步，但要先将自己绑在跑步机上，否则就会跑着跑着飞起来，通常要求每天跑4至5千米。
热饭用上了微波炉
航天员在太空中的饮食要保证营养均衡，除了提供能量以外，还必须补充已知的钙质损失，以及因失重造成的血细胞和肌肉组织损耗。空间站中的多数食物被存于“牙膏管”中，航天员吃的时候需要一点点挤到口中，这样的设计在失重环境下十分方便。
近年来，随着航空科学技术的发展，太空饮食也更加丰富。除了这种膏体食物，还包括一些脱水食物、低温或冷冻的自然形态食物、包装和罐头类储藏食物等等。微波炉与电磁炉等的发明更是为航天员加热食物提供便利。
C、 再一次太空授课，有哪些变化？
中继卫星让太空“网课”不卡顿
太空授课的完成，天地互动的实现，背后是我国中继卫星的支持。闻新教授告诉记者，空间站需要精心设计数据通信系统，空间站环绕地球时经过每一地区上空时间都不会太长，数据传输环境是实时变化的，而数据传输量又很大。因此既需要长距离移动无线通信,也需要短距离移动无线通信，这样才能把空间站和地面通信系统连接起来。
在空间站的航天员，也是靠着这一系统与地面上的家人和科研人员互动。在空间站经过所在国家上空时可以直接与之通信，不在所在国家上空时可以通过中继通信卫星转发。“当然，地面一定要有一套接收天线。航天员可通过通信系统与地面的家人朋友联系，这可以减轻空间站的封闭环境对航天员心理的负面影响。”闻新补充道。
太空实验为啥更倾向于物理实验？
不少读者看完太空授课可能会有疑惑，物理、化学和生物实验都可以在太空进行。为什么太空实验会更加倾向于物理实验？全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍，太空授课的“选题”条件是实验所需的材料和设备必须安全可靠、质量小、体积小、功耗小、对航天员健康无影响、不会污染座舱环境等；当然，也要考虑创意新颖、简单可行、不需要花费航天员很多时间等因素。
“航天员在太空中其实还做过昆虫实验。”闻新教授补充，许多带有翅膀的昆虫经常被航天员带入太空，但它们的表现却大多不尽如人意。例如蝴蝶会胡乱地撞到空间站里的栏杆上，蜜蜂会在笼子里不停地翻滚却始终无法飞行。“这些昆虫中也不乏优秀的，飞蛾就是其中的佼佼者，它成功地适应了太空中的失重状态，能够毫不费力地从一个地方飘浮到另一个地方。”闻新说。
我们为什么要坚持在太空中做实验？
专家告诉记者，空间站寿命长、空间大的特点也为建立未来的空间工厂打下了坚实的基础。材料加工与生产是空间站的一个重要应用。航天员利用太空微重力、高真空、高洁净等环境条件，可以进行高纯度药品的空间生产，提炼无缺陷晶体和制造无泡沫合金等。在微重力环境下，液体中密度不同的成分不会发生沉淀和对流，采用电泳技术，可达到并大大提高生产效率、降低反应成本的效果，如空间站制药速度是地球上的几百倍，砷化镓的生产成本仅为地球的1%。
此外，中国航天员的太空实验其实还注意到了对比性。如“水膜张力实验”其实年王亚平太空授课已经做过，在神舟十号上进行的实验，在中国空间站再做一次，可以让观众清晰的看到两者的不同。
链接：航天员“胖了”？那只是“太空月亮脸”
在神十三乘组刚刚入驻空间站的一段时间，细心的读者发现，航天员们似乎“胖了”。而在9日的“天宫课堂”中，航天员们好像又迅速“瘦了身”。
闻新教授介绍，这不是“胖”，只是“太空月亮脸”。“人在失重的状态下和在地面时的身体状况是不一样的，身体的一些细节和特征会发生一些变化。”闻新说，在刚进人太空的几个小时内，会出现“月球脸”的症状。由于缺乏重力，身体内的大量血液会涌人头部。这种失重状态下的血液上涌，会引起头部血压变大，让人头昏脑涨。在太空里的前几天，脸部会变得十分臃肿，直到身体适应了太空里的微重力环境。一般经过四天以后，脸部就会恢复正常，然后就可以更舒适地享受太空旅行。
扬子晚报/紫牛新闻记者杨甜子
校对王菲