■本刊記者 田春憶 秦銀銀
自古以來(lái),浩瀚而神秘的太空吸引了無(wú)數(shù)人的目光,無(wú)論是偉大的科學(xué)家還是默默無(wú)聞的普通人,當(dāng)他們仰望星空時(shí),總會(huì)對(duì)其充滿(mǎn)好奇與敬畏。
在中國(guó)西南的一座小城,也有這樣一個(gè)“太空追夢(mèng)者”,她的愿望是看著自己研究的項(xiàng)目在文昌衛(wèi)星發(fā)射中心被送入太空。她便是云南省臨滄市第一中學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)臨滄一中)高二學(xué)生王健舒。
王健舒對(duì)探索太空的興趣源于初二的一堂科普教育課。在這堂課中,臨滄一中科創(chuàng)中心主任鄭德楊從探月工程、火星探測(cè)、北斗導(dǎo)航等方面向大家介紹了中國(guó)航天事業(yè)的偉大征程。鄭老師生動(dòng)的講解激發(fā)了王健舒的求知欲,課后,她纏著鄭老師問(wèn)這問(wèn)那,希望了解更多航空航天方面的知識(shí)。
“別的學(xué)生聽(tīng)完課后可能心中有疑惑,但沒(méi)有勇氣來(lái)問(wèn)老師,而王健舒的膽子很大,也善于提問(wèn)?!闭劶暗谝淮我?jiàn)到王健舒時(shí)的印象,鄭老師贊賞連連。
之后,王健舒和同學(xué)楊云翔、浦賽加入鄭老師的“校園航天”團(tuán)隊(duì),并完成了他們的第一件創(chuàng)新作品——酒駕車(chē)輛自動(dòng)斷電系統(tǒng)。
雖然我國(guó)已對(duì)酒駕入刑,但仍有人抱有僥幸心理,頂風(fēng)作案。如何減少酒駕帶來(lái)的危害?王健舒想到在車(chē)輛的線(xiàn)路中連接氣敏電阻,當(dāng)駕駛員啟動(dòng)車(chē)輛時(shí),由于呼吸會(huì)揮發(fā)一部分酒精,酒精被氣敏電阻檢測(cè)到,車(chē)輛就無(wú)法啟動(dòng)。
為提高研究效率,小組成員進(jìn)行了分工。浦賽負(fù)責(zé)收集資料,楊云翔負(fù)責(zé)整合材料及進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,王健舒負(fù)責(zé)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行改裝。
作為初中生,知識(shí)儲(chǔ)備不足是他們面臨的最大困難:汽車(chē)內(nèi)部線(xiàn)路該如何連接?如何提高酒精檢測(cè)儀的靈敏度?……對(duì)此,小組成員們通過(guò)“頭腦風(fēng)暴”、上網(wǎng)查詢(xún)資料、向物理老師求助等方法彌補(bǔ)了自身的短板。
經(jīng)過(guò)一次次測(cè)試、修改,“酒駕車(chē)輛自動(dòng)斷電系統(tǒng)”順利完成,并獲得云南省第九屆青少年科學(xué)影像節(jié)一等獎(jiǎng)。
“這個(gè)作品是我們第一次獲獎(jiǎng),一方面大家感到非常激動(dòng)、高興,另一方面也意識(shí)到自己與其他人的差距,所以之后我們更加注重基本功的學(xué)習(xí),有了更多的知識(shí)儲(chǔ)備?!蓖踅∈嫘χf(shuō),“更重要的是,這次經(jīng)歷讓我對(duì)如何做研究有了一定了解,為之后研究黏菌打下了基礎(chǔ)?!?/p>
在高一時(shí)的一次野外考察中,王健舒和楊云翔發(fā)現(xiàn)森林里裸露的樹(shù)根上長(zhǎng)有一種黏黏的生物,它的身體除了有一些粗細(xì)不一的管道外幾乎透明,細(xì)看之下,似乎還有液體在管道中流動(dòng)。
“我們一下子就喜歡上了這個(gè)漂亮的‘小精靈’,于是小心翼翼地將它帶回科創(chuàng)中心培養(yǎng)?!蓖踅∈娼榻B,他們通過(guò)在網(wǎng)上查找資料確認(rèn)了“小精靈”的身份——黏菌。
圖1 黏菌
在這之前,日本科學(xué)家用黏菌做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家利用黏菌的避光性,以光點(diǎn)模擬日本地形,然后在東京幾個(gè)重要的地鐵站對(duì)應(yīng)處放置食物,結(jié)果發(fā)現(xiàn),黏菌能以最科學(xué)的路徑獲取這些食物,而這些路徑所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)竟然與效率極高的東京鐵路系統(tǒng)相差無(wú)幾!
黏菌出色的線(xiàn)路規(guī)劃能力引起了王健舒及小伙伴們的興趣。此時(shí),鄭老師告訴他們,八一03 星衛(wèi)星載荷設(shè)計(jì)正在征集方案,他鼓勵(lì)他們大膽嘗試。于是,王健舒邁出了“飛躍太空”的第一步。
既然做出了選擇,就要全力以赴。王健舒和小伙伴們調(diào)查后發(fā)現(xiàn),目前對(duì)黏菌的研究主要是在藥用方面,而在線(xiàn)路規(guī)劃方面的研究相對(duì)較少,這也就意味著他們幾乎要從零開(kāi)始。在鄭老師的指導(dǎo)下,團(tuán)隊(duì)成員分別進(jìn)行了黏菌畫(huà)畫(huà)、輻射干擾、低溫測(cè)試、鹽橋?qū)嶒?yàn)、子實(shí)體培養(yǎng)等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),對(duì)黏菌這種生物也有了更多的了解。
為了能使黏菌被順利帶到太空,他們還進(jìn)行了真空實(shí)驗(yàn),模擬太空中的真空環(huán)境,然后將黏菌置于其中,記錄它們的生存時(shí)間。
圖2 王健舒與恩師鄭德楊
“在做真空實(shí)驗(yàn)時(shí),我們遇到了很大的困難。首先是在地球上模擬真空環(huán)境很難,于是我們購(gòu)買(mǎi)了真空裝置。在實(shí)際操作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),塑料材質(zhì)的真空罩很容易炸裂,更換成玻璃真空罩后又存在漏氣現(xiàn)象,導(dǎo)致真空效果不理想。最后,我們通過(guò)加入一個(gè)自制的橡膠密封圈才解決了這個(gè)問(wèn)題?!?/p>
在王健舒及其團(tuán)隊(duì)的努力下,《探究黏菌在微重力環(huán)境下如何獲取食物》研究報(bào)告最終完成,并進(jìn)入八一03 星衛(wèi)星載荷設(shè)計(jì)創(chuàng)意方案征集決賽。
自己的作品第一次登上這么大的舞臺(tái),王健舒既緊張又興奮:“最后的答辯是在太原市進(jìn)行的,隨著上場(chǎng)的時(shí)間越來(lái)越近,我的手心滿(mǎn)是汗水。鄭老師一直在旁邊鼓勵(lì)我們,我仍記得他說(shuō):‘名次不重要,你們就當(dāng)為大家展示一下自己的研究成果。你們難道不想讓更多的人像你們一樣喜歡黏菌嗎?’”
老師的鼓勵(lì)在王健舒的心中掀起了不小的波瀾,在后來(lái)的比賽中,她都是帶著“讓更多人喜歡黏菌”的信念以及最初對(duì)太空的熱愛(ài)而勇往直前。
2020 年8 月,王健舒攜帶該作品參加2019—2020 年度“太空探索實(shí)驗(yàn)”青少年教育項(xiàng)目,并獲得全國(guó)冠軍。
自從加入鄭老師的“校園航天”團(tuán)隊(duì)后,科創(chuàng)中心墻上懸掛的兩幅字便一直激勵(lì)著王健舒:一幅是嫦娥五號(hào)總設(shè)計(jì)師楊孟飛院士寄語(yǔ)“校園航天”團(tuán)隊(duì)——“航天人的征程是星辰大海,希望同學(xué)們充滿(mǎn)對(duì)宇宙的好奇,熱愛(ài)科學(xué),繼續(xù)保持著對(duì)航天執(zhí)著的熱愛(ài)!未來(lái)和我們一起開(kāi)啟一場(chǎng)星辰大海的旅行!”;一幅是天宮二號(hào)總設(shè)計(jì)師朱樅鵬的寄語(yǔ)——“長(zhǎng)大當(dāng)科學(xué)家”。
2020 年7 月1 日,王健舒把自己對(duì)祖國(guó)和航空航天的熱愛(ài)錄成音頻,參加了由中國(guó)航天科技國(guó)際交流中心等組織開(kāi)展的“孩子的聲音上太空”大型航天科普公益活動(dòng),并順利進(jìn)入決賽。這意味著,她的聲音將有機(jī)會(huì)隨中國(guó)青少年科普衛(wèi)星進(jìn)入太空,并通過(guò)天地一體化信息系統(tǒng)接收、播放。
除了在科技創(chuàng)新方面成績(jī)優(yōu)異,王健舒的學(xué)習(xí)成績(jī)也名列前茅。2020 年,正上高一的王健舒因在科技創(chuàng)新方面的優(yōu)秀表現(xiàn),得到提前參加當(dāng)年高考的機(jī)會(huì)。高考成績(jī)出來(lái)后,很多老師和同學(xué)都笑稱(chēng)她可以不用上高二和高三了,因?yàn)樗木砻娣謹(jǐn)?shù)已超過(guò)云南省一本分?jǐn)?shù)線(xiàn),總成績(jī)優(yōu)于云南省76%的高三應(yīng)屆畢業(yè)生,其中英語(yǔ)成績(jī)130 分,聽(tīng)力滿(mǎn)分。
對(duì)此,王健舒表現(xiàn)得很冷靜:“在我看來(lái),老師和同學(xué)們的話(huà)更多的是對(duì)我的激勵(lì),我會(huì)更加努力,不辜負(fù)這些期望?!边@個(gè)同學(xué)眼中“別人家的孩子”將乘著她的“太空夢(mèng)”飛得越來(lái)越高、越來(lái)越遠(yuǎn)。
圖3 2020 年12 月4 日,臨滄市一中科創(chuàng)中心根據(jù)嫦娥五號(hào)階段任務(wù)實(shí)施月面機(jī)器人行走模擬,王健舒(左一)參與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試