日本宇航员若田光一1月在国际空间站,操刀台湾学生蔡志群萌生想法的“零重力水涡”实验,这项提案今天获得若田光一钦点,拿下日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)“2022零重力实验”比赛特别奖。
JAXA发起“2022零重力实验”(ATZG)活动,向亚太地区学生募集简单新颖、视觉效果明显的实验计划,从201案海选出6个实验,交由人在国际空间站(ISS)的若田光一执行,就读国立中央大学太空科学与工程学系二年级的蔡志群,正是入选者之一。
JAXA今天上午举办线上总结会议,蔡志群及日本、泰国、新加坡等入选者,说明实验过程、结果与原理。
蔡志群以高中科展题目为灵感,萌生想法“零重力水涡”提案;当地面大力摇晃装一半水的瓶子,水会产生涡漩,不过他预想,太空微重力环境分别以纵轴和横轴方式摇晃瓶子,水体会产生不同变化。
将瓶身立直,以纵轴摇晃,产生的向心力,让水贴着瓶壁旋转,微重力状态下的漩涡,形成“中空”的涡管;瓶身横躺,以横轴旋转,水会分开集中瓶子左右两侧,中间有个大泡泡;这两个实验结果都符合蔡志群预期。
日本宇航员大西卓哉今天在总结会议,特别针对横轴旋转部分提问蔡志群。
分析若田光一在国际空间站执行实验的视频,蔡志群表示,当以水平横轴方式旋转瓶子,会出现向心力,较重部分也就是水,会甩到越外侧,集中瓶子左右端;较轻部分也就是气泡,集中中间区域;同时因向心力缘故,越靠近左右两侧的气泡体积越小、数量越少。
他进一步指出,横着转水瓶的时候,也可观察到水体有些许垂直旋转,造成气泡沿着水面,从压力高处往压力低处移动,所以压力高区域就没有气泡,至于为何气泡沿着空腔水面移动,则是因为表面张力。
大西卓哉听完蔡志群的解说后表示,对蔡志群深入分析细节的方式印象深刻。
会议尾声,大西卓哉代替“刚回地球,行程满档”的若田光一,宣布“2022零重力实验”比赛特别奖Crew Award得主,“由来自台湾的Roger Tsai(蔡志群)”拿下。
大西卓哉说,若田光一之所以选择蔡志群,是因他的提案呈现掌握水在微重力下,变化样态的过程,且开发出将现象可视化的方法。
不过,若田光一在会议倒数结束之际惊喜现身,他先恭喜得奖者,并表示每位学生的提案主题都非常有趣,希望学生继续追求热情所在,保持好奇心,在浩瀚太空寻找答案。
会后蔡志群与《中央社》分享获奖心得,他很感谢JAXA与亚太各国太空机构联合举办活动,当初参赛是想练英文作文,从没想过提案会被选为最终6个实验之一、登上国际空间站,更没想过今天会获得Crew Award。
蔡志群表示,零重力实验计划也让他更坚信,“太空不只是个梦,也是人生的方向”。
(首图来源:中央大学)