Was würde passieren, wenn das „Tiangong-Klassenzimmer“ auf die Erde verlegt würde? Das Ergebnis, das wir erzielt haben, ist ...

Der „Pinguinanzug“, der den Einfallsreichtum von Luft- und Raumfahrtexperten verkörpert, die Zellen, die unter dem fluoreszierenden Licht flackern und springen, die fünf „verdrehten“ Möglichkeiten, sich im Weltraum zu drehen, das wunderschöne Wasserfilmexperiment … Ich glaube, dass viele Menschen am 9. Dezember im „Tiangong Classroom“ eine magische Science-Fiction-Reise erlebt haben.

Eine 60-minütige naturwissenschaftliche Unterrichtsstunde löscht den Durst jedoch nicht.

Die drei Astronauten der „FeelGood Crew“ haben uns nicht nur diese „Ausrufezeichen“ beschert, sondern auch die Neugier vieler Menschen geweckt: Welche Auswirkungen hätte es, wenn diese Weltraumexperimente auf der Erde wiederholt würden? Gibt es noch andere ähnlich interessante Experimente?

Am 12. Dezember lud Science and Technology Daily Li Yili, den ersten stellvertretenden Chefdesigner des Shenzhou-Raumschiffs, und Dr. Chen Zheng, ein Mitglied der Expertengruppe für Weltraumwissenschaftsunterricht, ein, den „Tiangong-Klassenraum“ und die „Fortgeschrittenenklasse“ an der Beijing Bayi School zu eröffnen, um die Geschichte der Traumreise der Astronauten zu erzählen, wissenschaftliche Experimente umfassend zu besprechen und die Fragen des Publikums zu beantworten.

Studierende, die die Live-Übertragung des Leistungskurses verpasst haben, brauchen nicht in Panik zu geraten. Die Videoreihe wird am 16. Dezember im Jugendmodus der Tencent-Produkte unter „Master Lectures for Children“ veröffentlicht. Das sind naturwissenschaftliche Unterrichtsstunden, die bei Kindern für Applaus sorgen. Schwergewichtige wissenschaftliche Meister verwenden eine humorvolle Sprache, um wissenschaftliche Erkenntnisse auf leicht verständliche Weise zu erklären. Sie vermitteln wertvolle Lebenserfahrungen und wecken gleichzeitig die Neugier und Fantasie der Kinder, die Welt der Wissenschaft zu erkunden. Nutzen Sie die Weisheit des Meisters, um jungen Menschen Zukunftshorizonte zu eröffnen.

Wenn es einen Gewichtheberwettbewerb im Weltraum gäbe

Das Anheben der Erde ist kein Traum!

„Stellen Sie sich vor, wir würden ein Sporttreffen im Weltraum abhalten. Welche Veranstaltung könnte den Rekord brechen?“ Chen Zheng fragte zuerst.

„Hochsprung oder Weitsprung!“ "Speer!" "Schießen!" Die Studenten beeilten sich zu antworten.

„Was ich am meisten möchte, ist, den Rekord im Gewichtheben zu brechen und sogar die Erde hochzuheben!“ Chen Zheng erklärte allen, dass Gewichtheben im Weltraum relativ einfach sei.

Chen Zheng sagte außerdem, dass die Raumstation zwar in einer Mikrogravitationsumgebung befinde und alle so leicht wie eine Schwalbe seien, sie aber auch den durch die Bodenreibung erzeugten Vorwärtsdrang verloren hätten, sodass es für Menschen schwierig sein werde, im Weltraum zu gehen. Dies überraschte viele Studenten, die dachten, sie könnten im Weltraum schneller laufen, weil ihr Körper leichter würde.

Nach einiger Interaktion nahm Chen Zheng das Gyroskop und erklärte es allen. „Bei Rotationen mit hoher Geschwindigkeit hat das Gyroskop eine feste Achse. Egal wie das Gimbal gedreht wird, das Gyroskop behält immer die gleiche Richtung bei.“ Chen Zheng erklärte weiter, dass wir, wenn eine Richtung für das Gyroskop angegeben ist, jederzeit nur den Winkel mit der Richtung der Gyroskopachse vergleichen müssen, um die aktuelle Richtung zu bestimmen. Dies ist das Kernprinzip der Gyroskopnavigation.

Zusätzlich zur allgemein bekannten GPS-Navigation, die auf dem Trägheitsnavigationssystem basiert, kann das Gyroskop jederzeit und unabhängig von Signaländerungen funktionieren und eine Navigationsfunktion übernehmen. Mit anderen Worten: Ganz gleich, ob sich das Gerät auf dem Boden, auf See, in der Luft oder sogar auf einer Tiefsee- oder Untergrundplattform befindet, wenn Sie es bei sich tragen, wissen Sie jederzeit und überall, wo Sie sich befinden.

Erfahren Sie mehr über die Erhaltung des Drehimpulses von Katzen

Nach dem Ende des „Tiangong-Klassenzimmers“ hätte wahrscheinlich nicht einmal Lehrer Ye Guangfu selbst erwartet, dass er mit seiner „Links-Rechts-Drehung“ berühmt werden und zum größten „Weltraum-Drehmodell“ Chinas werden würde.

Chen Zheng sagte, dass das Kernschlüsselwort des Weltraumdrehexperiments der Drehimpuls sei. Der Drehimpuls ist eine physikalische Größe, die die Rotation eines Objekts beschreibt.

In diesem „Fortgeschrittenenkurs“ fungierte Chen Zheng als „Bodenmodell“ und stand auf einem Drehteller, der sich frei drehen konnte. Wenn sein Oberkörper sich nach links bewegte, bewegte sich sein Unterkörper ohne äußeres Drehmoment unwillkürlich nach rechts. Dies ist eine einfache und intuitive Manifestation der Erhaltung des Drehimpulses im Leben.

Chen Zheng erwähnte auch ausdrücklich den Vorgang der Katzenlandung. Wenn eine Katze in der Luft ist, kann sie ihren Körper kreisen lassen und ihn dann drehen und ausstrecken. Dabei wird sein Körper nicht in einer geraden Linie fixiert. Sie kann die Drehung unter Beibehaltung der Drehimpulserhaltung abschließen, sodass die Katze immer zuerst auf ihren Füßen landet.

Wie können wir also anmutig wie die „Katzen“ wenden und gleichzeitig die Erhaltung des Drehimpulses sicherstellen? Chen Zheng betrat persönlich die Bühne und demonstrierte eine interessante Pose im „Freestyle“-Stil auf dem Drehteller, und dieser begann sich wirklich zu drehen! „Obwohl ich dick bin und keine schöne Haltung habe, ist diese Bewegung sehr effektiv“, sagte Chen Zheng mit einem Lächeln.

Um eine einfachere Möglichkeit zum Umdrehen zu präsentieren, nahm Chen Zheng ein rotierendes Rad, hielt es mit beiden Händen fest, streckte die Arme aus und konnte sich mühelos umdrehen.

Magisches und spannendes „Wasser“-Experiment

Passt auf! Schüler, die aufmerksam zugehört haben, erinnern sich bestimmt noch daran, dass der Tischtennisball nicht aufsteigen konnte, als Lehrer Wang Yaping ihn in eine Tasse mit Wasser legte. Dies liegt daran, dass unter den Mikrogravitationsbedingungen des Weltraums der Innendruck der Flüssigkeit überall gleich ist und es daher keinen Auftrieb durch den Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite gibt. Mit anderen Worten: Wenn Sie eine Eisenkugel im Weltraum auf die Wasseroberfläche legen, sinkt sie nicht.

Dieses Mal führte Chen Zheng dasselbe Experiment durch und der Tischtennisball schwebte problemlos. Dies bestätigt, dass Schwerkraft und Auftrieb gleichzeitig vorhanden sind. „In der Mikrogravitationsumgebung der Raumstation schwebt das Wasser in der Luft, da es nicht von jedem Teil mitgerissen werden muss. Daher ist der Wasserdruck im Becher im Weltraum derselbe. Wenn man einen Tischtennisball hineinlegt, heben sich die Kräfte gegenseitig auf und der Auftrieb verschwindet“, sagte Chen Zheng.

Als nächstes „zauberte“ Chen Zheng ein Waschbecken herauf und formte eine rechteckige „Blase“. Er erzählte allen, dass wir es gewohnt sind, dem Wasser Handdesinfektionsmittel, Geschirrspülmittel, Seifenlauge usw. hinzuzufügen, um einen Wasserfilm zu bilden. Da diese Tenside die Oberflächenspannung des Wassers verringern können, sind Wassertropfen im Weltraum nicht von der Schwerkraft beeinflusst und können mithilfe fester Wasserringe leicht einen dünnen Film bilden. Dies ist der Wissenspunkt der „Oberflächenspannung von Flüssigkeiten“. Angezogen von den inneren Molekülen neigen die Moleküle auf der Oberfläche der Flüssigkeit dazu, ins Innere gezogen zu werden, wodurch die Oberfläche wie eine straff gespannte Gummimembran wirkt. Diese Zugkraft, die dazu führt, dass sich die Flüssigkeitsoberfläche zusammenzieht, ist die Oberflächenspannung.

Um das Experiment „Wasserballoptik“ zu überprüfen, zeichnete Chen Zheng mit einem Stift einen nach links zeigenden Pfeil auf ein Blatt Papier und stellte einen Becher mit Wasser vor das Papier. Als das Wasser über den Pfeil lief, geschah etwas Magisches: Der Pfeil im Becher änderte die Richtung! Chen Zheng erklärte: „Dieses Experiment ähnelt dem ‚Doppelbild‘ im Weltraum. Die konvexe Linse kann ein umgekehrtes reales Bild über das Zweifache der Brennweite hinaus darstellen.“

Um die Magie des „Doppelbildes“ auf dem Boden nachzubilden, nahm Chen Zheng ein leeres Reagenzglas, erzeugte eine Luftsäule und steckte sie in den Becher, der gerade mit Wasser gefüllt war. Die durch das leere Reagenzglas beobachtete Pfeilrichtung ist genau entgegengesetzt zur Pfeilrichtung, die an anderen Stellen im Becherglas beobachtet wird. Die Schüler waren sehr aufgeregt!

Das riesige Universum ist viel interessanter als das. Als er die Fragen der Studenten beantwortete, sagte Chen Zheng, dass die Natur jedem, der nachts in den Sternenhimmel blickt, bewiesen habe, dass die Lichtgeschwindigkeit begrenzt sei. Bei gutem Wetter können die Menschen sehr weit entfernte Sterne sehen, vielleicht von vor 5 Jahren, vielleicht von vor 50 Jahren oder sogar von vor Millionen von Jahren ... Was wir sehen, ist wie eine Sternenversion eines „Epos“.

Weiterführende Literatur

Große wissenschaftliche Errungenschaften werden nicht über Nacht erreicht. Im „Fortgeschrittenenkurs“ erläuterte Li Yili, der erste stellvertretende Chefdesigner des Shenzhou-Raumfahrzeugs, der seit fast 60 Jahren in der Forschung und Entwicklung von Raketen- und Raumfahrzeugsystemen tätig ist, den Schülern die Geschichte des bemannten Raumfahrtprogramms meines Landes.

Li Yili führte aus, dass der Vorsitzende Mao Zedong am 24. April 1970, kurz nachdem mein Land seinen ersten künstlichen Satelliten gestartet hatte, einen Bericht über die Entwicklung bemannter Raumfahrzeuge meines Landes unterzeichnete. Der Start des Raumschiffs, das damals „Dawn-1“ hieß, war für Ende 1973 geplant. Von da an begann mein Land mit der Ausbildung von Reserve-Astronauten, und auch damit verbundene Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden nach und nach durchgeführt. Im April 1971 führten landesweit mehr als 80 Einheiten und über 400 Experten sowie wissenschaftliches und technisches Personal umfassende Demonstrations- und Entwicklungsarbeiten am „Shuguang-1“ durch. Aus bestimmten historischen Gründen konnten viele Arbeiten an bemannten Raumfahrzeugen nicht durchgeführt werden und der Entwicklungsplan für Langstreckenraketen musste verschoben werden. Obwohl der Start nicht erfolgreich war, legten die Forschungsergebnisse von „Shuguang-1“ einen gewissen Grundstein für die konzeptionelle Forschung und Entwicklung des bemannten Raumfahrzeugprojekts Shenzhou. Erst mit dem Start des „921-Projekts“ im Jahr 1992 erhielt Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm neuen Schwung.

Nun haben die Chinesen endlich ihre eigene Raumstation. Obwohl Li Yili, der in der Zhichun-Straße im Pekinger Bezirk Haidian hart gearbeitet hat, jetzt weißes Haar hat, funkeln seine Augen immer noch wie Sterne, wenn er sich an die im Mondlicht begleitete Heimreise erinnert …

Quelle: Popular Science Times

Autor: Epic

Herausgeber: Wu Tong

Rezension: Wang Fei

Endrichter: Chen Lei