今天15點40分，“天宮課堂”準時開課。

隨著一顆旋轉的陀螺，鏡頭轉入了中國空間站。隨后，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富組成的“授課小組”不僅對在軌工作場景進行了介紹，還在失重條件下為大家演示了多項教學實驗。這也是繼2013年首次太空授課活動后，“太空班”再次開課。

上課啦上課啦！丨央視新聞

對于很多科學知識而言，我們通過理論分析可以推測相關的現象。即使如此，當直觀的展示如此真實地呈現在我們面前時，每個人仍然會被科學之美所震撼。

“天宮課堂”便向你與我揭開了宇宙之美中神秘的一角。

王亞平將一朵她和女兒在地球上做的小花折紙放在了水膜上，讓這朵花在太空中綻放丨央視新聞

回顧本次課堂，水真是刷滿了存在感：水膜、水球、充滿氣泡的水滴……水在空間站里變成仿佛擁有了魔法，成為了獨特的存在。航天員如何制作球形水？做完實驗后又該如何清理它們呢？

太空球形水，你家也有同款

“太空教師”王亞平從水袋里擠出了一些水，這些水自然而然地變成了球形，并懸浮在空中。

擠出的水變成了懸浮的水珠丨央視新聞

隨后，王亞平使用圓形支架在水袋取出了一張水膜，并放入了那朵與女兒一起制作的小紅花。小紅花在水膜上逐漸綻放。紙張的主要成分是纖維素，這種物質相當親水。當紙片接觸到水時，毛細作用會使水快速地進入紙張纖維的縫隙中，將紙浸濕。紙張纖維吸水膨脹，這會使折痕逐漸平展，制造“開花”的效果。

隨后，王亞平繼續向水膜中加水，讓它變成了一顆晶瑩剔透的水球。

在空間站環境下，不再受重力束縛的水總是會懸浮在空中，并形成圓圓的“水球”。即使輕輕擾動水球，它也依然會恢復球狀——這是因為在表面張力的作用下，水總是傾向于保持表面積最小的形態。

水在失重環境下聚成大水球，甚至還能當透鏡 | 央視新聞

表面張力是由分子間作用力產生的，因此它的效果在失重環境下不受影響，而且還因為去除重力因素而看起來更明顯了。

我們可以這樣理解表面張力的產生：

在水的表面，水分子在內外兩側受到了不同的分子間作用力：內側的力來自其他的水分子，外側的力則來自空氣分子。空氣對水的作用力比水分子之間的作用力要小很多，因此表面的水分子就產生了向內收縮的趨勢。

表面張力大小與液體的性質有關，水分子之間存在較強的氫鍵作用，因此水擁有相當大的表面張力。

本次實驗中，航天員們制作了一個“空心水球” | 央視新聞

失重狀態下的“球形水”非常引人注目，不過觀察這種現象也不是必須飛到太空。其實，我們身邊就有許多因為失重變成球形的水，比如從水龍頭滴下的水滴，或者從天而降的雨水（當然，受空氣阻力影響，下落的水滴其實底面會變得有些平）。

在地球上，自由下落的水滴同樣也會變成球形 | Chris 73/Wikipedia

吹個大氣泡

展示完球形水后，王亞平將水球染成了藍色，并向其中投入了半顆泡騰片。泡騰片迅速產生了大量的氣泡，但神奇的是，這些氣泡并沒有溢出，而是讓水球變成了氣泡球。

這是因為，和表面張力不同，浮力是依賴重力的作用力。因此到了失重環境中，浮力就會“失效”：水中的氣泡不再浮上表面，而是長時間呆在水的內部，很難消散。如果在失重“水球”中吹一些氣，或者放進泡騰片，都能很好地觀察到這種現象。

在水球中加入染料和泡騰片|央視新聞

這顆藍色的氣泡球就宛如我們美麗的地球，我們只有在太空中才能一睹它的全貌。而這或許就是我們向往太空的原因之一。

怎么收拾？

在太空玩水球是非常直觀的實驗演示，但做完實驗認真收拾也很重要——畢竟，任由水滴四處飄散有可能會導致設備損壞。

在本次太空課堂里，航天員在將水膜上的紙花收起來時，使用了紙巾將紙花包裹住。其實在失重狀態下，太空中的水滴是可以被紙巾或毛巾迅速吸收的。這是因為，毛巾吸水依賴的毛細作用也是來源于分子間作用力，因此效果不會受到失重的影響。

不過，親水的毛巾與水之間有較強的分子間作用力，在缺少重力的環境下想要把水再擰出來就比較困難了……

缺少了重力作用，擰毛巾就比較困難了 | Canadian Space Agency

在失重環境下，毛細作用還應用到了意想不到的地方：有人利用它設計了一款適合太空的咖啡杯。這種杯子不再是圓柱形，而是形成了一個窄窄的尖角，液體可以在這里通過毛細現象自發地爬升到杯口，這樣即使沒有重力也能方便地喝到咖啡，而且不會讓液體四處亂跑。

這次的太空課堂有趣而生動，但這也只是探索深空過程中的一聲弦外之音，正如王亞平在實驗演示結束時說的那樣：

“地球，是我們人類在宇宙中的搖籃。但是人類不可能永遠生活在搖籃里。如今，我們已經擁有了自己的空間站。相信未來，中國人的腳步一定會踏入月球、火星和更遠深空。”

本文來自微信公眾號 “果殼”（ID：Guokr42），作者：窗敲雨，編輯：Luna、Owl，36氪經授權發布。