9日16时许，天地信号接通，一个悬浮在空中匀速自转的小小陀螺出现在同学们眼前。“欢迎来到‘天宫课堂’！”清脆清晰的声音响起， 化身“太空教师”的神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富出现在画面中，“天宫课堂”第一课在中国空间站正式开讲。

　　中国科技馆的地面主课堂被布置成了蓝色调，一组组圆形排布的桌凳就像一颗颗蓝色的星球，置于其间的天和核心舱1：1模型和神舟一号返回舱实物，更是令学生们仿佛置身浩瀚宇宙之中。

　　“飘”在核心舱里的三位航天员相互配合，首先带领大家参观了航天员的太空家园。空间站里布置着家人的合影和可爱的毛绒公仔，让王亚平休息区的小小角落显得尤为温馨。

　　王亚平仔细向同学们展示了“太空厨房”里的微波炉、冰箱、饮水分配器和食物，还演示了航天员如何利用太空跑步机、太空自行车等设备在轨锻炼。

　　有同学好奇，在太空中能像在地面一样行走、转身吗？叶光富现场做了转身的动作，结果却是上半身向右转，下半身向左转。“怎么才能实现转身呢？”叶光富伸出右手开始不停画圈，成功转身！主课堂内爆发出同学们热烈的掌声。

　　水膜和水球实验是赢得同学们惊叹声和掌声最多的一个环节。王亚平用一个金属圈伸进水袋，拿出时水竟在金属圈内形成了一层水膜，再往水膜上继续加水，水膜越来越厚，最终变成一个大水球。

　　“失重状态下，水的表面张力大显神威，才能做出地面无法做出的水球。向水球注入一个气泡，水球则倒映出一正一反两个人像，这是气泡将水球分割成了两部分，分别成像的结果。”一边做着实验，王亚平一边用通俗易懂的语言讲解实验原理。

　　接着，她将蓝色颜料注入水球，水球变成了漂亮的深蓝色。她又将一片泡腾片放进水球，水球中开始产生越来越多的小气泡，却因为没有浮力而停留在水球中。蓝色的水球中，黄色的气泡若隐若现，正像是一颗小小的地球。

　　干货满满的授课中，三位“太空教师”演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。航天员还与地面课堂师生进行了实时互动交流。

　　太空中看到的风景有什么不同吗？在空间站中氧气和水是如何循环的？在太空中睡觉会飘来飘去吗？可以上网玩游戏、看电视吗？冲上太空、返回地球是不是像过山车一样刺激？……来自中国科技馆地面主课堂和广西、四川、香港、澳门四个地面分课堂的同学们接二连三向航天员老师提问，并一一得到了解答。

　　这是中国空间站首次太空授课，也是继2013年神舟十号航天员首次太空授课后，我国航天员再次进行太空授课。从神舟十号到神舟十三号，从天宫一号到中国空间站，两次太空授课彰显着中国载人航天事业的跨越式发展，也打开了孩子们认识太空的大门。

　　中国载人航天工程办公室表示，后续，“天宫课堂”将持续开展太空授课活动，积极传播载人航天知识和文化，持续开展形式多样、内容丰富的航天科普教育。

　　“这次时隔8年的太空授课在新的‘教室’——我们自己的空间站，是一个全新的开始，给人很大的想象和实践空间，十年后也许这些孩子就可以进入空间站讲课！”参与本次太空授课内容设计的太空授课科普专家团成员、北京交通大学理学院副教授陈征激动地说，这一堂太空课的意义绝不仅仅在于精彩的实验和现象，更重要的是激发孩子们的好奇心，促使他们去观察这些现象，进而去思考、去探索，把科学思维的种子种进心里。

　　将近1个小时的太空课到了尾声，王亚平为同学们送上了和8年前首次太空授课同样的祝福：“飞天梦永不失重，科学梦张力无限。同学们，期待下次再见！”

　　我们相信，下一次再见，不用再等8年。

　　▲ 学生们在北京中国科技馆观看王亚平（右）展示如何在太空中饮用再生水。

　　◀ 王亚平（左）、叶光富在进行太空授课。

　　▼ 学生们在中国科技馆设立的地面主课堂听课。

　　技术解读

　　第一课怎么传回地面？

　　12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课在中国空间站正式开课。你知道稳定清晰的画面和声音是怎样从九天之外传回来的吗？

　　■ 测控系统全面覆盖

　　记者从中国电子科技集团了解到，为实现天地互联互通、即时通话，中国电科研制的通信测控系统在天地之间打造了一条宽带、高效、稳定的通信传输“天路”，满足“超长待机”需求。

　　测控系统全面覆盖，建立天地通信传输高速天路。在陆上测控站、中继卫星系统中，中国电科从不同维度编织了一条实现100%覆盖的测控通信网。天地链路的互为备份，可保证无论飞船飞行轨道和位置如何变化，都能让地面稳定地接收信号，支撑完成太空授课。

　　■ 通信系统全面升级

　　卫星通信装备作为天地间的“顺风耳”和“千里眼”，是天地话音图像的管理和指挥中心，负责将各测控站点的话音、图像、测控等关键数据发送至中心，为指挥决策提供支持。

　　为适应载人空间站和神舟飞船任务对通信系统的要求，中国电科新建了多套固定站、车载站和便携站，并对卫星通信设备硬件及软件进行了升级改造。在新建和升级后的系统中，采用自主研制生产的大功率功放等设备，系统传输容量提升5至10倍，卫星通信传输能力大大提升。

　　要想在电视上看到清楚画面，需要天地图像编解码终端对音视频进行编码压缩。中国电科新研制的多种天地图像编解码终端，可适应载人空间站多舱、多场景天地图像传输要求，完成低速图像、高清图像及全景图片等各类图像信息的传输。

　　■ 情景照明技术首次全范围应用

　　太空授课开始后，地面上学生们认真听讲的画面同步出现在了空间站核心舱内，王亚平通过一个大大的液晶屏，能够清楚地看到孩子们的一举一动。这个大屏幕就是仪表与照明分系统的重要设备之一。

　　五院空间站系统仪表与照明分系统主任设计师李皖玲介绍，仪表与照明分系统是空间站系统中最具有航天员参与特点的分系统之一，其显示、手控和照明等子系统使用的很多器件和技术非常新颖、独特且趋于相关技术领域前沿。

　　空间站照明子系统是我国首次在空间飞行器上应用情景模式可调照明技术，也是全球首次在大型载人航天器内部全范围应用情景照明技术。

　　在长期在轨工作和生活中，单一的照明模式容易造成航天员工作效率降低、生物钟紊乱以及睡眠障碍等问题，情景照明可以通过对色温、亮度、照明区域的可控调节，解决上述诸多问题。