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神舟十四号航天员拆快递,天舟四号竟带了个170公斤的铁疙瘩?

常驻编辑 科普中国 2022-06-10 航天员   角动量   神舟   力矩   空间站   陀螺   天宫   飞船   疙瘩   太空   姿态   快递   地球

在神舟十四号顺利对接天宫空间站的第二天,中国太空出差三人组就打开了天舟四号货运飞船的舱门,开始快乐地拆快递。KIe拜客生活常识网

神舟十四号乘组进入空间站KIe拜客生活常识网

在天舟飞船宽敞的货仓里足足塞了200多个大小包裹共5吨货物,其中航天员在半年时间里吃喝穿用的生活必需品有175个货包共4.08吨!其它是一些为核心舱补充的损耗品、环控生保产品、实验载荷、仪器设备等等。液体货舱里还有约700多公斤补加推进剂,加上用于飞船自身推进的1吨燃料会有节余,也将用于为核心舱实施燃料补加,这样算起来“快递小哥”总共携带了约6吨多的货。KIe拜客生活常识网

天舟飞船是全球最能装的货运飞船KIe拜客生活常识网

货舱里还装了一个大“铁疙瘩”,它重达170公斤,是有史以来天舟飞船运送的最重的单件货物。KIe拜客生活常识网

了解航天发射的朋友都知道,“太空快递”高大上,运费从来都不便宜,美国货运飞船每运送1克物资所需要的费用大约与1克黄金等价。而中国长征七号运载火箭一次发射费用,加上一艘天舟飞船,总价也不低于3亿人民币。按天舟四号带货6吨计算,每公斤物资“快递费”达5万元人民币,送这个170公斤的“铁疙瘩”到空间站则需要花掉850万!KIe拜客生活常识网

正在安装的"铁疙瘩"是力矩陀螺KIe拜客生活常识网

究竟是什么东西值得耗费巨资送上太空?它都有哪些重要作用呢?KIe拜客生活常识网

这个死沉死沉的铁疙瘩叫“控制力矩陀螺”(CMG),或者简单点叫“力矩陀螺”,是航天器姿态控制的关键部件。KIe拜客生活常识网

在天和核心舱外边歪歪扭扭地装了6个白色球形的东西,一些朋友不知其用途,猜它会不会是雷达天线罩。其实这些球里边就是力矩陀螺,6个总重超过1吨!KIe拜客生活常识网

天和核心舱外边的CMGKIe拜客生活常识网

不仅如此,“问天”实验舱里也装有几个这样的陀螺,它们同样用于姿态控制。KIe拜客生活常识网

我们经常在电视里看到天宫空间站,它都是以“腹部”对着地球、“背部”朝向太空(又称“天顶”)。但是你知道吗?无论我们向太空发射什么样的航天器,它都不会保持其中一面朝向地面,从地面看上去它是每飞一圈翻一个“跟斗”。KIe拜客生活常识网

卫星会保持自己的角动量KIe拜客生活常识网

太空中飞行的所有物体,在没有外力作用时都会保持自己的角动量,这是物体的基本特性。KIe拜客生活常识网

为了维持对地观测与通信,空间站需要将一部分天线始终指向地面,而另一些天线始终向上对着地球同步轨道卫星;天宫空间站以41.58 的倾角绕地球飞行,也需要将最坚固的部分始终朝向可能有流星撞击的方向。加上其它一些因素,我们需要让它始终以“腹部”朝向地球。其实上对于空间站自身而言,它每绕地球转一圈都要翻一个跟斗。KIe拜客生活常识网

空间站每绕地球一周就要翻个跟斗KIe拜客生活常识网

有朋友说,这很简单啊,我们只需要在空间站的前面向下施加一个力,让它每90分钟翻转360 ,这样从地面看起来就始终是肚皮朝下了。KIe拜客生活常识网

这是个很聪明的想法。同时我们还需要考虑到空间站其实是在稀薄的空气中飞行,为了将巨大的太阳翼始终对着太阳,它需要让太阳帆板旋转,这个旋转的力会作用到空间站自身,并且它受到空气阻力每一刻都在发生变化。

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