学生|“天宫课堂”要开课啦！( 二 )

“未来的太空授课将会有更多、更新颖的实验内容和形式。例如天地对比实验，比较蚕或蜘蛛在太空与地面吐丝的区别，观察蝴蝶在太空中如何飞舞等。 ”庞之浩介绍，我国有关部门也已开始组织青少年设计太空实验，并定期请专家评审，优秀的实验方案未来有望在中国空间站上实施。
稳定清晰靠天链
中国首次太空授课活动持续约40分钟。这一天地互动过程是在我国中继卫星的支持下实现的，它的亮相同时标志着我国新一代载人航天测控网基本建成。
“地面上网课，最难的是网络通畅，在天上这个问题更难保证。 ”杨宇光说，如何确保高码数率、高保真视频流的通信链路完全畅通，是太空授课过程中挑战最大、难度最高、不确定因素最多的环节。
杨宇光进一步解释道，太空授课的高清视频传输，我国主要依靠居高临下的天链中继卫星进行支持，以地面测控站、海面远望号测量船作为备份，但是地面测控支持比例不高，这是因为天宫一号、空间站多数时间不在我国本土上空。
无线电通信的一个基本原理，是传输的数据码速率越高，那么传输的能量消耗及对传输设备的灵敏度要求越高。
“太空授课对音视频的码数率要求较高。 ”杨宇光解释道，为此天链中继卫星使用高增益天线，使得波束非常窄，以保证能量集中，顺利传输高码数率的视频数据。另一端我国空间站上设置有蝶形天线，指向中继卫星进行配合。这样一来，理论上任何时候都有一颗中继卫星能够“看”到我国空间站，确保授课过程通信畅通。 “太空授课的时延仅约0.3秒。 ”他说。
不仅如此，太空授课及授课前的全要素演练，均涉及广泛的天地协同工作。
“2013年王亚平第一次太空授课时，教育部负责组织学生，中国科协负责设计准备课程，中国载人航天工程办公室负责航天员和通信系统。 ”庞之浩说。
“测控通信系统进行中继星的切换也是重要的天地协同。此外，王亚平在天上演示的物理实验，地面老师也在做相同的实验，天地对比实验几乎同步呈现在视频画面中。 ”杨宇光表示。
延伸阅读
太空实验，孩子们也有机会参与
中国空间站首次太空授课活动将面向全球进行直播，王亚平再次变身“王老师”为孩子们进行太空实验。
其实，在国内外进行的大大小小的太空实验中，孩子们不仅是旁观者，也是参与者。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩表示，青少年参与太空实验的形式多种多样，主要有5种。
一是参加专业的研究实验。科学家进行太空实验时让一些学生负责其中一些力所能及的工作，从而培养学生的兴趣和能力。
二是为学生设立、由学生独立完成的实验。学生在有关人员的指导下自己提出实验课题进行实验设计和实施，收集实验数据、分析实验结果，最后写出实验报告。
三是参加载人航天工程活动。一些是为了航天工程任务的需要，让学生参加硬件或软件的研制；另一些是学生创意大赛中的获奖项目在载人航天器上进行实验。
四是在教室中完成的太空实验。学生们在教室完成模拟太空相应条件的实验，或者进行空间站上专业研究人员正在进行的实验，目的是通过对比地面实验和太空实验的结果，让学生们找出它们之间的差异。
【学生|“天宫课堂”要开课啦！】五是教育性示范活动。航天员在太空进行简单有趣的太空实验，并将它拍摄下来，做成视频教材，提供给学生，以便进行航天教育。采访人员唐芳