小学语文【百科探秘】之航空航天（2024年第11期）书签版

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鱼上太空会眩晕吗？ 4 遨游浩瀚宇宙，拥抱星辰大海 封面图：北极巨石阵的极光 作者：戴建峰 目 次 48 冲关我最棒 30 汪望望望远镜指南 32 鹰影影天文摄影指南 34 11 月天象预报 35 李珩：与《大众天文学》的不解之缘（上） 41 开往月球的云轨（下） 38 天地画卷——极光（上） 版权声明 来稿凡经本刊采用，如无电子版、有声版方 面的特殊说明，即视为投稿者同意授权本刊及本 刊合作媒体进行信息网络传播发行。本刊支付的 稿费包括上述使用方式的稿费。本刊拥有改编、 出版已刊发作品的权利，作者向本刊投稿即视为 同意以上约定，若有异议请事先说明，以便本刊 酌情处理。本刊作品版权归新蕾出版社（天津）有 限公司所有，未经许可，不得转载、摘编。 因部分图文作者联系方式不详，请见刊后速 与我社联系，以便寄奉稿酬。 投稿须知 本刊各栏目欢迎读者投稿， 来稿不退，敬请作者自留底稿，一 个月内如未收到采用通知，稿件请 自行处理。作者须保证作品的原 创性、科学性和知识准确性，不 得抄袭、剽窃，切勿一稿多投。 ●中国航空学会单位会员 ●中国科普作家协会单位会员 ●中国科普期刊研究会单位会员 4 遨游浩瀚宇宙，拥抱星辰大海 今晚的星星好亮呀！ 你知道天上除了星星和 月亮还有什么吗？ 嗯……还有我们国家发 射的人造卫星和遨游“天 宫”的航天员！我最喜欢 聂海胜伯伯！ 不错嘛，有两下子！那 你知道那些优秀的航天员 是如何“上天”的以及他 们在航天器里做什么吗？ 文、图 / 知识嗑儿 4 特别策划 拆开一枚火箭你会发现， 都无法凭“一己之力”抵达预定轨道。 还是重22.5吨的天和核心舱， 无论是重173千克的东方红一号， 众所周知，太空是神秘莫测、浩瀚无垠的， 首先，让我们弄清“如何进入太空”。 只有借助足够强大的力量， 才能摆脱地心引力，冲向太空。 多数时候，超90%的重量都是燃料。 这是因为太空中缺少支持燃烧的氧气， 所以必须自带氧化剂，才能保证燃烧持续。 我真的能去 太空吗？ 需要搭车吗？ 长 征 五 号 天 和 核 心 舱 高 速 喷 射 气 流 东 方 红 一 号 那太好啦！ 5 自1970年4月24日长征一号成功发射， 长征系列运载火箭已发射500余次， 犹如一位“事了拂衣去，深藏身与名”的英雄， 不断拓展着中国探索太空的深度与广度。 当航天员、航天器 通过长征系列运载火箭助力抵达预定轨道后， 便会“各司其职”开始工作…… 嗯嗯，收拾得差不多 了，还要调试天地通信 链路，确保通信畅通！ 为了保证后续工作和生活时有 个良好的环境，我们还会对货物 舱里的废弃物进行状态确认，对 空间站进行各种环境采样工作。 入住“新家”啦！ 我去拆拆“快递”， 布置一下新家！ 一切就绪后，我们会 开展一系列空间科学实 验和技术试验。光听名 字都很拗口呢！ 就送你到这里啦！ 谢谢！ 6 按照计划，我们还会 “飞出舱”作业。这就 是我们的出舱装备—— 我国自主研制的新一代 “飞天”舱外航天服。 嘿嘿，带点“土 特产”回家！ 高微柜悬浮实验系统柜 内喷气悬浮实验 无容器柜材料科学实验 　嫦娥四号，实现人类首次 落月背巡视以及地球与月球背 面的首次测控通信。 　嫦娥五号是复杂且技术跨度超大 的航天系统工程，实现了中国首次月 球无人采样返回，对月球成因等方面 的科研有着重大意义。 医学样本处理和分析项目 在太空中，不光航天员忙得不可开交， 一众航天器也都在自己岗位上“恪尽职守”。 探月工程，又称“嫦娥工程”， 至今已历经 从“嫦娥一号”到“嫦娥五号”的探索， 让我们对月球有了更多的认知。 嫦 娥 四 号 玉 兔 二 号 嫦 娥 五 号 7 　天问一号负责执行火星探测任务， 首次通过一次任务完成“绕”“着”“巡”， 并针对火星进行多项科学探测，标志着 我国深空领域探测技术已进入世界前列。 　作为中国首颗太阳探测科学技 术试验卫星，羲和号在国际上首次 实现太阳Hα波段光谱成像的空间 探测，填补了太阳爆发源区高质量 观测数据的空白。 大大的赞! 我有 100% 中 国血统。 让我看看这是 怎么回事！ 名气最大的当数“北斗”。 北斗卫星导航系统由我国自行研制， 可在全球范围内全天候、全天时 为各类用户提供高精度、 高可靠的定位、导航、授时服务。 除了这些“跑在前沿的航天器”， 随着《国际民用航空公约》最新修订版生效， 北斗系统已正式加入 国际民航组织（ICAO）标准， 成为全球民航通用的卫星导航系统。 还有许多“身边的航天器” 时刻影响着我们的生活， 它们的名字，我们早已耳熟能详。 天 问 一 号 北 斗 卫 星 羲 和 号 8 让我们为全球民 航“保驾护航”！ 感觉好厉害啊！我也 想去造火箭、造飞船！ 很有干劲呀，那你 知道航天有什么意义， 我们为何要发展航天 事业吗？ 我知道 ! 航天对我们的 生活特别有帮助，航天还 能展现我们国家的强大 ! 我负责对 地观测！ 我负责预报 天气！ 以后说不定我还 能和爸爸妈妈去太 空旅游呢！ 高分系列卫星 不仅可以在地震、洪涝等灾害中提供监测服务， 还能通过对地观测，助推经济社会发展。 风云系列气象卫星 则可以预报天气、监测自然灾害。 风 云 四 号 卫 星 高 分 六 号 卫 星 9 好孩子！发展航天事 业 , 是对未知的探索， 更是人类求知欲的体现。 航天技术是“尖端技术”的 大集合，能带动国家很多领域 的发展，我们昨天来武汉坐的 高铁，就有航天技术在里头哟！ 快看，天上那个移 动的小光点就是中国 空间站！ 哇！看到了！看 到了！你好啊！ 真的吗？我想快 点长大做一个航 天人！ 好，爸爸妈 妈支持你！ 自东方红一号升空， 《东方红》乐曲响彻寰宇， 到“嫦娥”揽月、“祝融”探火、“羲和”逐日、 “北斗”指路、“天和”遨游星辰， 中国航天早已踏过荆棘，看见曙光！ 10 天气晴好的时候，飞行员可以远远地看到机场跑道，安全而精准地降落到跑道上。可是， 天气不好的时候，例如云雾遮住了飞行员的视野，飞机又该怎么安全降落呢？ 飞机的“盲降”系统就是来解决这个问题的。它当然不是指飞行员闭着眼睛落地，而是“仪 表着陆”——飞行员通过机场设施和飞机仪表获得信息，以保障低能见度情况下的安全落地。 仪表着陆系统（Instrumental Landing System）简称 ILS，通过机场地面发射特定频率的两束 无线电信号，让飞机获得准确的下滑道、航向道信息。通常机场会设计固定的降落路线，规定 了飞机降落时的进入位置、航向、高度和下滑路径，可以想象为天空中有一条看不见的道路， 而 ILS 就是通过发射无线电信号，向飞机提供水平方向的航向道和垂直方向的下滑道信息，使得 这个路径能呈现在飞机的仪表上，飞机便可以沿着这条虚拟路径自动安全地飞向跑道并落地。 因为 ILS 可以让飞行员在低能见度条件下不依赖外界目视参考而落地，故而称为“盲降”。 “盲降”， ◎仪表着陆系统工作原理示意图 文 / 方振林　图 / 麦芽哈哈 是飞行员 闭着眼睛降落吗？ 11 航空博物馆 当 然，ILS 通常不能让飞 机完全自动地 落地，飞行员 在 使 用 ILS 时 也依然需要关 注 外 界。 如 果在一定高度 （称为决断高 度）上还不能 看见跑道，飞 机就不能落地 而需要复飞； 如果可以看见 跑道且飞行条 件允许落地，飞行员便会手动接管飞机降落。决断高度取决于不同条件，通常在 60 米左右；而 不同种类的 ILS 系统，也有不同的安全降落的能力，例如盲降分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类标准。Ⅲ类 标准下 ILS 系统允许飞机自动降落，不需要飞行员手动接管，但具体怎么做，取决于飞行的实际 情况和不同法规的要求等。 ◎ILS在飞机仪表上的显示 12 歼 -20 是中国空军的明星机型。在研制它之前，我国科研人员就已不断自主创新，积累了 宝贵的研究经验，才让我们的航空工业厚积薄发，创造出今天如此丰富的飞机机型。 20 世纪后期，随着中国作战方式的改变，中国陆军航空兵缺乏战术轰炸机的短板渐渐暴露 出来。很快，中国的 FBC-1 横空出世，给大家带来了惊喜。作为我国第一款独立研制的歼击轰炸机， 它向世界证明了中国航空工业的实力。 FBC-1 又名歼轰 -7，外号“飞豹”，是一款既能对空，又能对地、对海执行多种任务的全天候、 超音速歼击轰炸机。它长约 22 米，翼展约 13 米，最大起飞重量达 28 吨，是一个真正的大家伙。 “飞豹”拥有前后串联的驾驶舱，整块前挡风玻璃提供了良好的视野，前面的飞行员主要控制 飞行，后面的飞行员主要控制武器系统。两个巨大的进气道位于机身两侧。梯形的上单翼除了 带一定的后掠角度外，还微微向下倾斜，整个机翼为“飞豹”提供了优秀的气动外形，使它既 能适应对地、对海轰炸任务，还能实现一定的空战能力。它的尾部有两台强有力的涡扇发动机， 为机动飞行和长距离续航提供有力保障。 今天，就让我们一起折一架“飞豹”纸飞机吧！ 文、图 / 程　峰　程彦逍 13 图例说明： 点线为隐藏轮廓线 虚线请按图示方向折 点划线需要反向折 双实线为裁剪线 准备一张 A4 大小的白纸， 纸张克重在 80 克左右。可以 将纸飞机图纸打印或者复印出 来。首先沿中心线对折。 沿双实线先剪两刀。 再剪出垂直尾翼，注 意画圈部分的细节。 将纸打开，有图案的 一面朝上放置。在尾部方 框处涂上固体胶。 沿虚线将尾部往左折。 沿中心线对折，有图 案的一面朝内。 在垂直尾翼的根部和发 动机喷口之间有一个小的角 度，剪后的轮廓线见上图。 再沿虚线折，折过来 的边和底边齐平。 另一侧对称折。此时垂直尾翼位于两片 机身之间。沿 45 度虚线折。 14 另一侧对称折。 折好后再打开。 沿双实线剪出机身 尾部和水平尾翼。修剪 时注意避开中间的垂直 尾翼。 沿双实线剪出机翼， 注意不要剪到垂直尾翼上。 沿双实线在机身最外 侧的纸张上剪一刀，黄色 的部分随之掉落。另一侧 对称处理。 沿双实线在机翼的根部 剪一刀，为下一步做准备。 剪好后将机身打开。有 垂直尾翼的部分向下放置。 沿虚线将尾部黄色 部分往左折。 折好后会露出垂直 尾翼。另一侧对称折。 再 沿 双 实 线 剪 出 进 气 道。 沿双实线剪出驾驶舱。 沿虚线折出机体侧面。 15 这是折好后的样子，然 后再翻一面。 在上图标示的两个方 框处涂上固体胶。 恢复对折的机身。 再次折出机翼和垂直尾翼。 沿虚线折出水平尾翼。 另一侧对称折。 沿虚线折出进气道根部。 另一侧对称折，这里尤 其要注意对称，两边机翼要 在同一高度。 折好后如上图所示， 纸飞机主体已完成。完成 后再次打开机翼。 沿各翼面、舵面的根部实 线折。 除了襟翼，其他舵面 再反向折一次。 折好后再将各翼面、 舵面复位。 沿 双 实 线 剪 出 各 翼 面、舵面。 另一侧对称折。 沿虚线折出机翼。 16 最后让我们按照立体图或真实照片的样子将“飞豹” 纸飞机展开。“飞豹”的机翼安装在机身上部，而且微 微向下倾斜，这在专业术语上称为“上单翼”和“下反 角”，所以展开后也需要保持相应的角度。 “飞豹”的机翼带有一定的后掠角度。我们用纸飞 机去模拟“飞豹”的外形，容易让重心在升力中心之前。 所以在飞行前，让我们微微向上调升降舵，并且保持左 右对称。然后，我们手握在机身中部下方，向前一掷， 纸飞机便能向前飞去。得益于较大的后掠翼，“飞豹” 纸飞机的飞行速度还是挺快的。 “飞豹”的副翼面积相对于整个机翼面积来说较小。 为了让纸飞机能够旋转向前飞行，我们除了将它两侧的 副翼一上一下调整，还需要同样将同侧的升降舵调整。 之后，纸飞机便能在旋转中向前飞去。 机动飞行后，我们再放下襟翼，放平副翼，向上调 整升降舵，此时纸飞机便能稳稳地降落在前方。 “飞豹”是以对地、对海攻击为主的歼击轰炸机， 因此它飞行时是很稳的。其他翼面、舵面的组合调整带 来的花样飞行就留给你自己探索吧，飞行愉快！ “飞豹” 纸飞机立体结构图 向上微调升降舵，保持水平飞行。 调整副翼和升降舵，进行旋转 飞行。 放下襟翼，放平副翼，拉起升 降舵，准备降落。 襟翼 垂直尾翼 方向舵 升降舵 副翼 机翼 驾驶舱 雷达 进气道 发动机尾喷管 水平尾翼 17 “飞豹”纸飞机图纸 扫一扫， 获取高清图纸 和手工视频 图例说明： 虚线请按图示方向折 点划线需要反向折 双实线为裁剪线 本纸飞机图纸经作者授 权供《百科探秘》杂志 使用，未经作者授权严 禁用于其他商业用途。 安静的秋夜，天天和爸爸坐在小院子里观星。天天指着 天空中的一颗亮星问道：“爸爸，为什么有些星星会眨眼？” 爸爸微笑着说：“天天，其实星星眨眼不仅跟地球大气 层在不断运动相关，还和太阳风有很大关系。” 天天问：“太阳风就是太阳上刮的风吗？” 爸爸解释道：“不是呀，太阳风是从太阳上喷射出来的 带电粒子流。这些粒子包括电子、质子和一些离子。太阳风 以非常高的速度离开太阳，穿越整个太阳系，也会对地球产 生影响。还有一种奇妙的现象——行星际闪烁（Interplanetary scintillation，IPS）。” “行星际闪烁又是什么？”天天继续问。 探索太阳风的 奇妙旅程 文 / 王　麟　 图 / 小　七 19 航天播报站 爸爸说：“当太阳风穿过宇宙空间时，它 会遇到一些遥远的射电源，这些射电源发出的 电磁波被太阳风的离子等散射形成射电波强 度和相位的随机起伏，这种被望远镜观察到的 现象就叫作行星际闪烁。通过研究这种闪烁， 我们可以了解太阳风的速度和其他特性。” “‘射电源发出的电磁波’，说明我们用 射电望远镜能看到这种行星际闪烁，对吧？” 天天猜测着说。 爸爸点头赞同道：“科学家使用地面上的 射电望远镜来接收这些来自遥远射电源的信 号。通过分析这些信号的变化，他们可以测量 太阳风的速度和电子密度等信息。我们国家正 在开展一个名叫子午工程二期的大型科研项 目，其中就包括建设行星际闪烁监测望远镜， 又名 IPS 望远镜，用来监测和研究太阳风和行 星际空间的环境。” 天天看着爸爸展示给他的图片，问：“这 些望远镜跟平时所见的望远镜长得不太一样， 它们是如何工作的呢？” 爸爸说道：“子午工程二期的行星际闪烁 监测望远镜主要由 1 座主站和 2 座辅站组成， 3 座站都位于内蒙古锡林郭勒盟，分别是明安 图主站和伊和高勒辅站、乌日根塔拉辅站。它 们正好排列成一个等边三角形，每两个站之间 距离约 200 千米，接收来自遥远射电源的信号。 行星际闪烁监测望远镜的主站由 3 排抛物柱 面天线并排放置，每排柱面天线在南北方向有 140 米长，在东西方向有 40 米宽。为了快速 扫描天空并寻找其他科学目标，柱面天线还设 计成可以在东西方向转动。” 天天听得入迷，继续追根究底：“这些望 IPS望远镜辅站 IPS望远镜主站 20 远镜跟一般的射电望远镜有什么区别，用了什 么特别的技术吗？” 爸爸点点头，说：“这些望远镜使用了数 字多波束合成技术。这个技术可以同时处理多 个方向的信号，让望远镜可以更高效地扫描天 空，找到更多的射电源。” 天天开启了“十万个为什么”模式：“研 究太阳风究竟有什么好处，为什么要研究它 呢？” 爸爸解释道：“通过研究太阳风，我们可 以了解它的三维分布和长期演化规律。这些信 息不仅对科学研究有重要价值，还可以帮助我 们预报空间天气。比如，太阳风暴可能会影响 地球的磁场，导致通信中断或电力系统故障。 了解太阳风的变化规律，可以让我们提前做好 准备，减少对我们生产生活的影响。” “太阳风会对我们的日常生活产生哪些 影响？太阳风的未来研究技术方向在哪里？” 天天穷追不舍。 爸爸笑了笑说：“太阳风好像是看不到、 摸不着的，其实它对人类生活的影响是很大 的。例如太阳风引发的磁暴可能会影响卫星通 信和导航系统，甚至破坏电力系统导致大面积 停电。但是不用太担心，科学家能通过监测太 阳风提前预报，帮助我们做好防范。 “未来，我们会继续提升观测技术，比如 使用更灵敏的望远镜和更先进的分析方法。同 时，国际合作也非常重要。全世界的科学家一 起分享数据和科研成果，可以使人类更全面地 了解太阳风的特性。” 爸爸今天讲述的有些内容天天还不是特 别明白，但引起了他的无限遐想。他带着对太 阳风和行星际闪烁的好奇心，仰望星空，期待 着未来有一天自己也能成为探索宇宙的科学 家。 21 像纸一样薄的太空电池 文 / 夕　冉 小小身板，大大能量 神舟十七号航天员汤洪波、唐胜 杰、江新林在中国空间站期间，曾出 舱进行天和核心舱太阳翼的维修工作。 今年 3 月 2 日，航天员第二次出舱， 在上一次试验性维修的基础上，消除 了前期因太空微小颗粒撞击对太阳翼 产生的影响。现在，这对“大翅膀” 又在不眠不休地正常工作啦！ ◎航天员出舱维修的画面 在茫茫太空中，航天器需要稳定 的电力供给以维持自身的正常运转， 其中相当一部分电力来源就是太阳能。 不论是卫星、探测器还是空间站，大 都离不开遨游星际的“翅膀”——太 阳翼。它吸收太阳能后转化为电能， 是航天器的能量之源。 我国的空间站采用柔性太阳翼发 电。这种太阳翼更加轻便、展开面积更大、功率重量比高，能够更有效地满足实验舱内科学仪 器的使用和航天员的生活用电需求。目前，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱各配备了 2 套大型柔性太阳翼。太阳翼完全展开后，厚度只有 0.7 毫米。而仅用 4 个这样的太阳能电池翼， 就能满足空间站三舱组合体 80% 的能量需求。 通常情况下，太阳翼的发电功率会受到太阳入射角和航天器飞行姿态的影响。为了保证空 间站最大限度地获得日照，科学家们在问天和梦天实验舱上安装了对日定向装置。它能够带动 22 ◎中国空间站 太阳翼 360°稳稳地旋转，确保电池板始终追随着太阳照来的方向，从而保持最高的发电效率。 知 识 链 接 太空电池“变形记” 根据基板类型，我们可以将太阳翼分为刚性太阳翼、半刚性太阳翼和柔性太阳翼。作为航 天器的“能量担当”，它们各具特色、各有所长。 ·1970 年，我国发射了第一颗人造卫星东方红一号。它形似一颗大铁球，用银锌电 池进行供电。因为化学电池的使用寿命有限，东方红一号的设计工作寿命仅有 20 天。 ·刚性太阳翼是航天史上最早的可折叠式太阳能电池翼，它稳定且不易变形。1999 年， 我国的第一代刚性太阳翼伴随神舟一号在太空中亮相。自那儿之后，刚性太阳翼似乎成 了神舟系列载人飞船的标配，是神舟飞船的一项标志性技术。 ·随后，半刚性太阳翼取得了突破性进展，并于 2011 年首次应用在天宫一号上。这 种太阳翼更轻，有良好的空间环境防护能力，因此更加耐用，帮助天宫一号实现了在轨 7 年的可靠运行。 ·随着空间基础设施的升级，航天器的太阳翼不断迭代，电池板从“硬”向“软”发展。 新一代的柔性太阳翼更轻盈，能量转换也更高效。中国空间站是我国首个采用大面积柔 性太阳翼的航天器，它让空间站实现了能源自由。 23 “暗箭”难防怎么办？ 在太空中飞行时，航天器会时不时面临微流星、太空垃圾等带来的撞击危险。肉眼可见的 大型碎片倒不足为惧，只要通过监测太空碎片的分布和运动情况，及时调整空间站的姿态和行 径轨迹，就能进行转向和规避；反倒是微流星或微小垃圾碎片，在星球引力的作用下，飞行速 度能达到每秒钟数十千米，像暗器一样防不胜防，可能对航天器造成极大损坏。太阳翼那么轻薄、 那么重要，对这样的“暗箭”该怎么防呢？ 空间站的太阳翼电池阵采用模块化设计，大大提升了其抗碰撞能力。虽然我们看到的太阳 翼是一个整体，但实际上，基板之上是由一个个独立的太阳能电池块串联和并联组成的电池阵， 电池阵上还装有隔离二极管。这样一来，即使局部的电池块受到太空碎片的影响产生故障，也 不会影响整个太阳翼的发电功能。即便如此，为了空间站能够长期稳定地运行，神舟十七号的 航天员们还是出舱进行了极具挑战性的工作，在机械臂和队员的协同配合下，完成了对核心舱 太阳翼的精细维修。 薄如纸片，却坚韧似铁 　　　在复杂的太空环境下，太阳翼要面临巨大的温差、粒子辐射、紫外线辐射等问题。对 于裸露在外的航天器件来说，只能靠材料和结构设计来“硬抗”。 柔性太阳翼的设计是在超薄型轻质复合材料基板上，覆盖三结砷化镓电池片。 砷化镓材料具有良好的耐高温性和抗辐射性能，在 250℃的高温下也可以正 常工作。而传统的硅太阳能电池在环境温度达到200℃时就基本失效了。 　　　为了进一步提升太阳翼的耐久性，技术人员在太阳翼 上涂上了硅氧烷防护涂层。这种特殊的涂层像是给太阳 翼披上了一层防护铠甲，帮助它们抵御近地轨道空 间环境中原子氧的侵害。据报道，问天实验 舱发射前曾完成了一系列的可靠性试 验，初步验证了它的太阳能电 池翼寿命可达到 15 年。 ◎问天实验舱和它的太阳能电池翼 24 未来，随着太阳翼电池成本的降低，柔性太阳翼也可能会逐渐成为卫星的得力助手，在保 证大功率输送电力的同时，让更多的载荷设备能够搭载到卫星上，给我国卫星互联网的发展带 来更多的想象空间。 卫星行业的“新宠儿” 柔性太阳翼的发明，会加速卫星互联网的建设。在商业航天领域，银河航天公司研制的灵 犀 03 星是第一颗将新型柔性太阳翼与平板式通信卫星完美结合的代表。这颗卫星的太阳翼展开 有 9 米长，而全部收拢后的主体厚度还不到 5 厘米。这样的设计不仅节约了发射成本，缩短了 卫星研制周期，还能提高卫星星座的组网效率。 ◎我国商业航天领域首款柔性太阳翼（图源：银河航天） 基于卫星通信技术接入互联网，可以通俗地理解为地面基站被搬入太空中，每 颗卫星都是天上的移动基站。它可以为全球用户提供高带宽、灵活便捷的互联网服务。 25 科学实验室 鱼上太空会眩晕吗？ 文 / 北京钱学森中学北校区　陈思洁　指导教师 / 国家自然博物馆　卢君辉 我国已经在中国空间站上培育过植物，比如水稻和拟南芥。航天员观察并记录了植物在微 重力环境下生长和在地球上生长的不同。但是你知道吗？神舟十八号送鱼上太空了！航天员的 选拔非常严格，他们要进行转椅训练、离心机训练等各种训练，那鱼上太空，需不需要给它做 训练？如果训练的话，鱼会不会感到难受，会不会眩晕，行为又与平时有什么不一样呢？这些 问题不仅困扰着我，是不是也同样难倒了你？幸亏国家自然博物馆“小小研究生”水生生物班 给我提供了研究机会，让我们一起学习、共同进步吧！ 1 实验方案 这次研究，我选择了金鱼作为实验对象。而如何旋转既可以满足课题的要求，又不会伤到金鱼 是这次实验的重点，于是我和卢老师讨论了两个方案。 方案1：把金鱼放在桶里，拿一根筷子快速搅动水，使水形成漩涡，带动水里的金鱼旋转起来。 方案2：把金鱼放在一个瓶子里拧紧盖子，然后拿一根绳子拴住瓶子，接着甩开胳膊使劲抡， 模拟转椅旋转。 如果选择方案 2，我想那么快旋转瓶子的话，金鱼可能会碰撞到 瓶子，如果撞晕了，会影响我的实验结果，无法判断它是转晕的还是 撞晕的；且如果不小心把瓶子甩出去摔碎了，导致金鱼摔在地上死掉， 也会影响实验数据的统计，所以我决定采用方案 1，这个方案更容易观 察金鱼的状态。 在实验开始前，我把金鱼的大小进行了区分，体长 4 ～ 7 厘米的 记录为小鱼，体长大于 7 厘米的记录为大鱼。 26 ◎大鱼 ◎小鱼 2 实验分析 实验1 取 14 条金鱼，随机分为两组（包括小鱼和大鱼），每组 7 条，一组为实验组，一组为对照组。 将实验组金鱼每次一条进行 3 次旋转实验，观察并记录实验组金鱼旋转后的活动现象和与对照组金 鱼的区别，作为后续实验判断金鱼是否眩晕的标准。同时，观察并记录不同大小金鱼的恢复时间。 实验结果1：旋转会让金鱼产生眩晕的表现 旋转后，眩晕的金鱼会体现出沉底、行为缓慢或静止，以及拒食的现象，其中，眩晕比较严重 的金鱼，可能无法控制身体自由游动。如下表所示，晕得严重的金鱼，会在中下部游动或不动，将 其捞到水面后，也会继续潜到下方，基本不吃食。而晕得比较轻的金鱼，则会在中上部游动，并且 游动片刻后就会吃食。 金鱼旋转前后行为状态对比 █有扑动 □无扑动或轻微扑动 ◆随意游动 ◇中下部游动或不动 序号 第一次 第二次 第三次 转前 转后 转前 转后 转前 转后 1 █ □◇ █◆ □◇ █◆ □◇ 2 █ □◇ █◆ □◇ █◆ □◇ 尾巴 27 实验结果2：大鱼比小鱼更容易从眩晕中恢复 经测算，小鱼的恢复时间平均为 358.9 秒，大鱼的恢复时间平均为 38.1 秒。这说 明在同样的旋转圈数下，鱼的体形越小，需 要的恢复时间越长；体形越大，恢复时间就 越短。 实验2 另取 40 条金鱼随机分为 4 组，每组 10 条。其中 10 条作为对照组，另外 30 条为实 验组：实验 1 组（序号 1~10，旋转 50 圈组）， 实验 2 组（序号 11~20，旋转 100 圈组）， 实验 3 组（序号 21~30，旋转 150 圈组）。 每组鱼每次一条在小桶中旋转对应组别的 圈数后放到大桶中。 实验结果 经测算，旋转 50 圈的金鱼恢复时间平 均为 154.7 秒，旋转 100 圈的金鱼恢复时间 平均为 216.7 秒，旋转 150 圈的金鱼恢复时 间平均为 222 秒。这说明旋转的圈数越多， 金鱼会处于一种更深度、更难以恢复的眩 晕状态，金鱼的恢复时间也更长。但是旋转 100 圈和旋转 150 圈恢复时间差别不大，说明金鱼眩 3 █◆ □◇ █◆ □◇ █◆ □ 4 █◆ □ █◆ □◇ █◆ □ 5 █ □◇ █◆ □◇ █◆ □ 6 █ □◇ █◆ □◇ □◆ █ 7 █◆ □◇ □◆ □◇ █◆ □◇ ◎小鱼和大鱼的恢复时间 不同大小金鱼的恢复时间 金鱼体形 大鱼 小鱼 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 恢 复 时 间 （ 秒 ） ◎金鱼在旋转不同圈数后的恢复时间 不同旋转圈数下的恢复时间 旋转圈数（圈） 50 100 150 250 200 150 100 50 0 恢 复 时 间 （ 秒 ） 28