12月9日15時40分，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。當(dāng)穩(wěn)定清晰的圖像和清脆響亮的話音從九天之外傳來，中國科技館內(nèi)直播授課地面課堂爆發(fā)出熱烈的掌聲，參加現(xiàn)場授課的孩子和在線觀看直播的全國中小學(xué)生，滿懷對知識的渴望和憧憬，認(rèn)真傾聽了這生動又奇妙的“太空一課”。

這場在北京與太空之間上演的“天宮課堂”是如何實現(xiàn)的呢？航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱五院）空間站系統(tǒng)測控與通信、儀表與照明等多個分系統(tǒng)大顯神威、聯(lián)合作戰(zhàn)，為太空授課提供了有效助力。

此次天地授課基于我國天鏈中繼系統(tǒng)，采用高速雙向音視頻傳輸，以天地對話等互動形式開展，艙內(nèi)采用多臺高清攝像機(jī)通過中繼高速鏈路將高清視頻實時傳送至地面，地面上行兩路高清圖像送至艙內(nèi)顯示器，從而實現(xiàn)雙向視頻傳輸。為了確保授課高可靠、高精度地順利實施，研制團(tuán)隊對授課過程、天地協(xié)同程序進(jìn)行了多次全流程協(xié)同演練。授課過程中地面工作人員實時監(jiān)視空間站上各設(shè)備狀態(tài)，同時監(jiān)測天地鏈路狀態(tài)，確保參與授課的所有設(shè)備工作正常，幫助航天員太空授課更加得心應(yīng)手。

當(dāng)授課開始，地面上的同學(xué)們認(rèn)真聽講的畫面會同步實時出現(xiàn)在空間站核心艙內(nèi)的“太空教室”里，航天員通過一個大大的液晶屏幕能夠清楚地看到孩子們的一舉一動。這個大屏幕就是儀表與照明分系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。儀表與照明分系統(tǒng)是空間站系統(tǒng)中最具有航天員參與特點的分系統(tǒng)之一，具備人機(jī)交互功能，能夠為航天員操作空間站提供交互及操作平臺，同時為航天員在軌期間的工作、生活、出艙活動、交會對接等任務(wù)提供環(huán)境照明，其顯示、手控和照明等子系統(tǒng)使用的很多器件和技術(shù)非常新穎、獨特且趨于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域前沿。授課中發(fā)揮重要作用的液晶顯示屏，是集圖形圖像顯示、流媒體及視頻播放、報警驅(qū)動、指令發(fā)送、天地文本交互、觸摸操作、多總線通訊、支持用戶在軌動態(tài)配置等多功能為一體的新一代分布式數(shù)字化遠(yuǎn)程終端設(shè)備，作為人機(jī)交互儀表，是航天員的“顯示器”，為航天員提供空間站的健康狀態(tài)信息，持續(xù)為空間站運行和航天員安全保駕護(hù)航。

早在空間站設(shè)計建造之初，五院的設(shè)計師們就秉承著以人為本的設(shè)計理念，始終將航天員在軌生活體驗放在首位，想盡一切辦法使航天員的生活更加便利、工作更加高效。由于空間站在軌飛行會周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，照明問題尤為重要。航天員在空間站的工作、生活等活動都離不開照明設(shè)備。照明子系統(tǒng)可以為空間站組合體提供艙內(nèi)、艙外照明支持，照明產(chǎn)品主要有情景照明、便攜照明和艙外泛光照明等?？臻g站照明子系統(tǒng)是我國首次在空間飛行器上應(yīng)用情景模式可調(diào)照明技術(shù)，也是全球首次在大型載人航天器內(nèi)部全范圍應(yīng)用情景照明技術(shù)。

由于航天員長期在軌工作和生活，單一的照明模式容易造成航天員工作效率降低、生物鐘紊亂以及睡眠障礙等問題，情景照明可以通過對色溫、亮度、照明區(qū)域的可控調(diào)節(jié)，解決上述諸多問題。照明區(qū)域可分為工作區(qū)、生活區(qū)、閱讀區(qū)、維修區(qū)等，確保了航天員工作有臺燈、吃飯有餐燈、睡眠有夜燈、讀書有閱讀燈、娛樂有照明燈，此外，航天員在進(jìn)行設(shè)備維修時還有專用頭燈，一旦發(fā)生危險時還有用于逃生、自救的應(yīng)急照明。這些燈具在開關(guān)時，除了像我們平時在家里開關(guān)燈一樣，使用開關(guān)板有線控制以外，還增加了手持移動設(shè)備Wifi無線控制功能，航天員們通過手機(jī)APP就可以控制開關(guān)燈、調(diào)節(jié)亮度、色溫等。這些人性化的設(shè)計為航天員在軌工作、生活提供了一個溫馨、舒適的家。

60分鐘的“天宮課堂”，孩子們在窗明幾凈的科技館內(nèi)上課，航天員在燈火通明的空間站核心艙“太空教室”里講課。此時此刻，書香四溢，光明灑滿人間天上。