北京耀华国际学校-亦庄校区 | 自制光谱仪、等离子体实验：耀中耀华行星科研项目的硬核之旅（上）

捕捉狭缝中的那道彩虹

在中山大学行星环境与宜居性研究实验室的一间昏暗房间里，Jasmine左手举着一个黑色小盒子，右手小心翼翼地调整着盒子里的小摄像头。

摄像头的另一端通过USB与电脑相连。Jeff在一旁，将一个亮着的LED灯放置在黑盒子前方，光线透过盒子上的一条细缝照了进去。

与此同时，电脑软件界面上出现了一道模糊的彩虹。随着Jasmine调整摄像头的角度，彩虹逐渐变得清晰起来。

“对，就是这里！”听到吴晓姝副教授的这句话，Jasmine松了一口气，赶紧拿起胶带固定住摄像头的位置。

Jasmine制作的光谱仪

这道狭缝中的彩虹在术语中被称为“衍射光谱”，而那个黑盒子则是Jasmine自制的光谱仪——一种用于测量光谱成分的科研仪器。

Jasmine和Jeff都是广州耀华的中学生。2月8日至12日，他们与来自重庆耀中和临港耀华的同学们一起，在吴老师及其他老师的指导下，深入探索行星科学。

从深海到深空

本次为期五天的工作坊是耀中耀华未来教育部行星科学进阶科研项目的关键一环。去年11月，曾参与欧空局金星探测任务等多项国际航天任务的行星科学家Dmitrij Titov教授到访香港耀中，并以一场题为“行星科学的黄金时代”的科普讲座为该项目揭开了序幕。

此后，中山大学行星环境与宜居性研究实验室的教授们联手未来教育部，共同为耀中耀华的同学们举办了两场线上讲座及三场工作坊。

耀中耀华未来教育部主管贺启思博士（Dr Christopher Hurley）表示，此前未来教育部已经开展了水下机器人这一深海探索相关项目。而这一次，他们将目光从深海转向深空，探索自然的另一个维度。

“太空探索是当今前沿领域之一。

尽管人类已经探索太空很长时间了，但如今，各行业和公司比以往任何时候都更需要考虑如何做好进入太空的准备。

他们需要思考如何让自己的组织能够利用太空技术，例如卫星，甚至是空间站的研究成果等。

或许在并不遥远的未来，人们将能够实现太空旅行，”他解释道。

中山大学行星环境与宜居性研究实验室深入参与了迄今为止中国实施的全部深空探测计划，包括嫦娥系列任务、首次火星探测任务等。

实验室负责人、国内知名行星科学家崔峻教授对行星科学进阶科研项目给予了大力支持。在他看来，中学生有时反而比已经进入本专业的大学生拥有更开放的思维，想象力，以及自由探索的能力。而想象力是行星科学发展的核心推动之一。

除了中山大学，项目也建立了和香港大学地球科学院的合作。来自港大行星科学领域的尧中华教授带领三位博士后，每周和来自香港耀中的十几名学生一同，进行“利用极光诊断空间能量过程”，“利用空间站图像理解三维极光”，“水星地质与水的起源”三个课题的研究项目。

本次在中山大学举办的工作坊让同学们亲身体验了实验设计、数据收集及分析的全过程。他们不仅有机会接触行星大气实验室模拟系统等高端科研设备，还能亲手制作光谱仪等仪器。

吴晓姝副教授多年来从事火星电离层光电子的相关研究，这次她主要带领学生们学习光学相关理论及制作光谱仪。

在吴老师看来，中学生参与高阶行星科学的学习项目，其意义不只在于完成课内知识的补充和延展，还在于培养发现课题、解决问题及协作能力，而这些恰恰是大学阶段十分必要的能力。

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