美国中小学生参加的航天实验

为了激发青少年对航天技术的兴趣，为航天事业培养接班人，很多国家都开展了青少年参加航天实验的活动，不少学生的实验方案都在太空中得到实施，并获得很有意义或意想不到的结果。我国景山小学学生设计的的“蚕在太空中吐丝作茧”实验，也引起了美国宇航局的浓厚兴趣，并获准在“哥伦比亚号”航天飞机上进行实验，已经获得部分的实验结果，可惜由于“哥伦比亚号”航天飞机的失事，航天实验中的宝贵资料丢失了。

　　美国对于中小学生航天知识教育一直很重视，他们利用自己的航天优势，开展了很多这方面的活动，很多学生设计的实验在太空中获得很好的成果。为了让更多的学生能够参加航天实验，美国利用互联网技术和照相技术，开展了一项名为EarthKAM（中学生获得的地球常识）的教育计划。这是美国宇航局的一项教育计划，目的是使数以千计的学生以一个太空工作人员的身份对地球进行拍照和研究。

　　此课题的负责人是圣地亚哥加利福尼亚大学的萨利·雷德博士。他是一位物理学教授，也曾是美国宇航局的航天员。1994年，萨利·雷德博士开始从事与EarthKAM类似的综合教育工作。之后，负责实施EarthKAM计划。1996年亚特兰蒂斯航天飞机飞行期间，第一次实施了EarthKAM计划。之后，在其他4次航天飞机飞行中也实施了此计划。1996年航天飞机飞行时，地面三个参加此任务的学校共拍摄了325张地球照片。1996年后，参加EarthKAM任务的学生们拍摄了几千张地球照片。最近，在国际空间站上也进行了这项工作。在国际空间站上进行的EarthKAM计划，使世界上所有国家的学校都有机会参加这种地理知识的教育。以前参加此计划的国家主要是美国、日本、德国和法国。

　　国际空间站上进行的EarthKAM计划是美国航天局资助的，由加利福尼亚大学和NASA活动中心共同实施。EarthKAM允许地面的中学生利用在太空220英里轨道上飞行的国际空间站进行地理知识的学习和对地球进行研究，通过因特网和安装在空间站实验室窗户上的数码相机，参加EarthKAM的学生们可以拍摄到很好的、高清晰度的地球照片。

　　休斯顿约翰逊空间中心的电视－科学支持中心的控制台监测着EarthKAM计划进行的情况，EarthKAM任务的操作中心是在San Diego的加利福尼亚大学。2001年2月，在国际空间站第1组长期考察组、STS－98 和ISS 5A任务期间实施了此计划。航天员将将EarthKAM计划中的一台数码相机，安装在国际空间站俄罗斯服务舱的甲板玻璃窗内（图1）。之后，航天员们的任务完成了，不需要他们来操作照相机了。拍摄的操作者换成了距空间站220英里的地球上的中学生。参加此计划的地面学生们，通过因特网操纵这台特殊数码相机，他们从太空最佳视角开始拍摄地球的海岸线、山脉和其他感兴趣的地理景观。学生们在拍完他们所需要的照片后，将它们收集起来，在San Diego的加利福尼亚大学，再将它们编辑成“照相机控制文件”。

　　这个照相机控制文件向上传送到空间站的支持计算机上，便携式电脑在指定的时间激活照相机，拍摄所希望得到的照片，将它们储存到计算机的硬盘中。它可以储存81幅照片。便携式电脑立即经过地方的网络(OPS LAN)将这些照片传送到地球。大约只需要1小时，EarthKAM小组就可以通过因特网（http://www.earthkam.ucsd.edu/）将照片发给世界各地的公众和有联系教室的同学观看。

　　EarthKAM在空间站的几次考察组飞行中都将保留此任务，EarthKAM计划的实施十分重要。通过实施EarthKAM计划，使中学生真正参加了航天任务，增加了他们对太空探险的兴趣。过去学生参加的太空实验，都是学生们提出实验设计，航天中的实验由航天员“代劳”完成，而EarthKAM计划是学生亲自参加太空实验，尽管是在地面上操纵照相机，但他们觉得自己是真正的参与者。EarthKAM的实施，也使枯燥无味的教科书教育变成生动活泼的实践教育。学生们拍摄的地球照片，不仅有益于学生们了解地球知识，而且在其他课程的教育和研究中，例如物理学、计算机、地质学、数学、地球科学、生物学、艺术、历史、文化的研究等都能应用到这些照片。同时，通过这次大协作的活动，培养了学生和教育工作者之间相互协调工作的精神。