“天宫课堂·港澳专场”活动开展

9月9日上午,“天宫课堂·港澳专场”太空授课活动正式举行。正在中国空间站执行任务的神舟二十三号乘组航天员朱杨柱、张志远以及香港首位载荷专家黎家盈担任“太空教师”,为港澳学生进行讲解并开展天地对话。

失重环境下水的科学实验

在本次授课中,航天员们进行了两个与水相关的实验:

  • 拧不干的湿毛巾:航天员黎家盈演示了在太空拧湿毛巾的过程,水并未流下,而是附着在毛巾表面。北京航空航天大学宇航学院副教授张晓天解释称,这源于水的表面张力。在微重力环境下,没有重力拉扯,毛巾绒毛结构间建立的微小液桥能更好地保持液体形状和完整性。拧毛巾时,水仅从内部被拧到表面,由于表面张力作用,液体聚集在表面而不会滴落。
  • 水球乒乓比赛:航天员朱杨柱挤出水球,与黎家盈使用包裹有毛巾的乒乓球拍进行“对打”。在空间站内,水球在接触球拍后不会被毛巾吸收或破裂,而是像真实乒乓球一样被弹开,这与地面环境下水球会被吸收或打散的情况截然不同。

空间站实际操作与管理

尽管进行了实验演示,但航天员在空间站的实际生活和工作中并不会拧湿毛巾。原因在于拧毛巾可能会甩出许多小水珠,这些水珠在空间站内到处漂浮不仅收集麻烦,还可能影响仪器设备的运行。

根据相关说明,在空间站内处理湿毛巾的正确做法是让其自然晾干,或者将其密封后作为垃圾废弃。

表面张力的原理解析

张晓天副教授进一步阐述了表面张力的物理规律,即水分子相互吸引,在体积不变的情况下趋向于让表面积最小化。在地面重力环境下,表面张力与重力相互作用,当水膜过厚或液桥距离过远时,重力作用会超过表面张力,导致水膜无法维持或液桥断裂。