■本刊记者 田春忆 秦银银
自古以来,浩瀚而神秘的太空吸引了无数人的目光,无论是伟大的科学家还是默默无闻的普通人,当他们仰望星空时,总会对其充满好奇与敬畏。
在中国西南的一座小城,也有这样一个“太空追梦者”,她的愿望是看着自己研究的项目在文昌卫星发射中心被送入太空。她便是云南省临沧市第一中学(以下简称临沧一中)高二学生王健舒。
王健舒对探索太空的兴趣源于初二的一堂科普教育课。在这堂课中,临沧一中科创中心主任郑德杨从探月工程、火星探测、北斗导航等方面向大家介绍了中国航天事业的伟大征程。郑老师生动的讲解激发了王健舒的求知欲,课后,她缠着郑老师问这问那,希望了解更多航空航天方面的知识。
“别的学生听完课后可能心中有疑惑,但没有勇气来问老师,而王健舒的胆子很大,也善于提问。”谈及第一次见到王健舒时的印象,郑老师赞赏连连。
之后,王健舒和同学杨云翔、浦赛加入郑老师的“校园航天”团队,并完成了他们的第一件创新作品——酒驾车辆自动断电系统。
虽然我国已对酒驾入刑,但仍有人抱有侥幸心理,顶风作案。如何减少酒驾带来的危害?王健舒想到在车辆的线路中连接气敏电阻,当驾驶员启动车辆时,由于呼吸会挥发一部分酒精,酒精被气敏电阻检测到,车辆就无法启动。
为提高研究效率,小组成员进行了分工。浦赛负责收集资料,杨云翔负责整合材料及进行数据分析,王健舒负责对车辆进行改装。
作为初中生,知识储备不足是他们面临的最大困难:汽车内部线路该如何连接?如何提高酒精检测仪的灵敏度?……对此,小组成员们通过“头脑风暴”、上网查询资料、向物理老师求助等方法弥补了自身的短板。
经过一次次测试、修改,“酒驾车辆自动断电系统”顺利完成,并获得云南省第九届青少年科学影像节一等奖。
“这个作品是我们第一次获奖,一方面大家感到非常激动、高兴,另一方面也意识到自己与其他人的差距,所以之后我们更加注重基本功的学习,有了更多的知识储备。”王健舒笑着说,“更重要的是,这次经历让我对如何做研究有了一定了解,为之后研究黏菌打下了基础。”
在高一时的一次野外考察中,王健舒和杨云翔发现森林里裸露的树根上长有一种黏黏的生物,它的身体除了有一些粗细不一的管道外几乎透明,细看之下,似乎还有液体在管道中流动。
“我们一下子就喜欢上了这个漂亮的‘小精灵’,于是小心翼翼地将它带回科创中心培养。”王健舒介绍,他们通过在网上查找资料确认了“小精灵”的身份——黏菌。
图1 黏菌
在这之前,日本科学家用黏菌做了一个有趣的实验。在该实验中,科学家利用黏菌的避光性,以光点模拟日本地形,然后在东京几个重要的地铁站对应处放置食物,结果发现,黏菌能以最科学的路径获取这些食物,而这些路径所形成的网状结构竟然与效率极高的东京铁路系统相差无几!
黏菌出色的线路规划能力引起了王健舒及小伙伴们的兴趣。此时,郑老师告诉他们,八一03 星卫星载荷设计正在征集方案,他鼓励他们大胆尝试。于是,王健舒迈出了“飞跃太空”的第一步。
既然做出了选择,就要全力以赴。王健舒和小伙伴们调查后发现,目前对黏菌的研究主要是在药用方面,而在线路规划方面的研究相对较少,这也就意味着他们几乎要从零开始。在郑老师的指导下,团队成员分别进行了黏菌画画、辐射干扰、低温测试、盐桥实验、子实体培养等多项实验,对黏菌这种生物也有了更多的了解。
为了能使黏菌被顺利带到太空,他们还进行了真空实验,模拟太空中的真空环境,然后将黏菌置于其中,记录它们的生存时间。
图2 王健舒与恩师郑德杨
“在做真空实验时,我们遇到了很大的困难。首先是在地球上模拟真空环境很难,于是我们购买了真空装置。在实际操作过程中我们发现,塑料材质的真空罩很容易炸裂,更换成玻璃真空罩后又存在漏气现象,导致真空效果不理想。最后,我们通过加入一个自制的橡胶密封圈才解决了这个问题。”
在王健舒及其团队的努力下,《探究黏菌在微重力环境下如何获取食物》研究报告最终完成,并进入八一03 星卫星载荷设计创意方案征集决赛。
自己的作品第一次登上这么大的舞台,王健舒既紧张又兴奋:“最后的答辩是在太原市进行的,随着上场的时间越来越近,我的手心满是汗水。郑老师一直在旁边鼓励我们,我仍记得他说:‘名次不重要,你们就当为大家展示一下自己的研究成果。你们难道不想让更多的人像你们一样喜欢黏菌吗?’”
老师的鼓励在王健舒的心中掀起了不小的波澜,在后来的比赛中,她都是带着“让更多人喜欢黏菌”的信念以及最初对太空的热爱而勇往直前。
2020 年8 月,王健舒携带该作品参加2019—2020 年度“太空探索实验”青少年教育项目,并获得全国冠军。
自从加入郑老师的“校园航天”团队后,科创中心墙上悬挂的两幅字便一直激励着王健舒:一幅是嫦娥五号总设计师杨孟飞院士寄语“校园航天”团队——“航天人的征程是星辰大海,希望同学们充满对宇宙的好奇,热爱科学,继续保持着对航天执着的热爱!未来和我们一起开启一场星辰大海的旅行!”;一幅是天宫二号总设计师朱枞鹏的寄语——“长大当科学家”。
2020 年7 月1 日,王健舒把自己对祖国和航空航天的热爱录成音频,参加了由中国航天科技国际交流中心等组织开展的“孩子的声音上太空”大型航天科普公益活动,并顺利进入决赛。这意味着,她的声音将有机会随中国青少年科普卫星进入太空,并通过天地一体化信息系统接收、播放。
除了在科技创新方面成绩优异,王健舒的学习成绩也名列前茅。2020 年,正上高一的王健舒因在科技创新方面的优秀表现,得到提前参加当年高考的机会。高考成绩出来后,很多老师和同学都笑称她可以不用上高二和高三了,因为她的卷面分数已超过云南省一本分数线,总成绩优于云南省76%的高三应届毕业生,其中英语成绩130 分,听力满分。
对此,王健舒表现得很冷静:“在我看来,老师和同学们的话更多的是对我的激励,我会更加努力,不辜负这些期望。”这个同学眼中“别人家的孩子”将乘着她的“太空梦”飞得越来越高、越来越远。
图3 2020 年12 月4 日,临沧市一中科创中心根据嫦娥五号阶段任务实施月面机器人行走模拟,王健舒(左一)参与现场测试