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火箭發(fā)射時，所有的承載量都要用到刀刃上。因此載重量可是能輕則輕，絕對不能超重，

畢竟，航天器的造價不菲，每一克的價值就如同半兩黃金。

然而，我國的空間站卻帶了6個大鐵球上去，加起來總質(zhì)量有1噸的樣子。

為什么載重量如此吃緊的情況下，還要帶大鐵球呢？是嫌空間站太輕了？

6個大鐵球

這6個大鐵球位于天宮空間站的核心艙“天和”上，整齊地排列在核心艙邊緣的圓圈上。

在航天領(lǐng)域有這樣一個說法：每增重航天器1千克，就要相應(yīng)增加750千克的燃料。

所以在設(shè)計航天器的時候，是能減輕質(zhì)量就減輕質(zhì)量，既節(jié)約燃料，又節(jié)約成本。

可是，這6個鐵球加起來的質(zhì)量有1噸左右，那么增加的燃料得750噸。

難道安裝這6個鐵球是為了證明咱們國家的航天不缺錢？

當然不是，航天器上面的每一個零部件都是有其作用的，我們不能光看這6個鐵球重，而忽視它在空間站中所發(fā)揮的作用。

這些大鐵球有一個專業(yè)名詞，叫作“控制力矩陀螺”，也就是說，它看似是個球，其實本質(zhì)上是陀螺。

它會像陀螺一樣旋轉(zhuǎn)，然后改變空間站的力矩，用以調(diào)整空間站的姿勢。

我們都知道，空間站不可能永遠保持一個姿勢，它需要根據(jù)各種情況進行調(diào)整。

這6個大鐵球并不是鑲嵌在天和號上的，它們和核心艙之間有一個連接器。

這6顆鐵球均勻分布，如果需要調(diào)節(jié)方向，可以旋轉(zhuǎn)這6個陀螺，最高轉(zhuǎn)速可以達到7000轉(zhuǎn)/秒。

如果對它們的工作還是沒有概念，我們可以想象一種玩具手指陀螺，當它在人的手上快速旋轉(zhuǎn)時，手指會感受到一股力。

這其實就是手指陀螺在改變?nèi)耸值牧?，不過因為它太小了，不足以改變我們手的姿勢。

所以，這不是給空間站增重的，而是它必須的零部件。

但是這種零部件一個就有100多公斤重，萬一出了故障如何更換呢？

很簡單，100多公斤是它在地球上的重量，進入太空之后失重，宇航員都是大力士，搬動100多公斤的鐵球完全不是問題。

在天和機械臂的幫助下，就能實現(xiàn)更換。

大鐵球工作

空間站雖然會在太空中停留很久的時間，但并不表示它會不用調(diào)整自己的飛行軌跡。

甚至在特殊時刻，它還需要調(diào)整自己的軌道。

太空中存在著超過1億件太空垃圾，它們大小各異，有些是廢棄的衛(wèi)星，一坨就有幾百公斤重；也有一些是脫落的碎片，只有幾克重。

它們的飛行速度在2.8到7千米/秒，這樣的速度，隨便一撞，輕則毀掉零部件，重則直接空間站報廢。

天宮空間站在設(shè)計之初，就必須考慮到這種危險情況。

因此，必須具備調(diào)節(jié)自身姿勢的功能，不然就直愣愣地被撞了。

除了躲避危險，空間站在對接的時候，也要調(diào)整自己的姿勢，以便更好地對接。

航天器對接分為手動和自動，不管哪種，都需要這6個大鐵球發(fā)揮作用。

必要的時候，空間站甚至?xí)粢粋€頭，保證自己的某一部分始終朝著地球，能更好地接受地球的信號或者發(fā)射信號。

國際空間站建設(shè)的時候，還沒有控制力矩陀螺，所以采取的是反推，利用發(fā)動機朝反方向噴射，以便調(diào)整方向和姿勢。

這樣的后果就是使用很多燃料進去，根據(jù)統(tǒng)計，國際空間站每年需要10億美元的額外燃料，它們主要被用于調(diào)整空間站上。

后來，國際空間站實在是承受不起這樣的燒錢，于是在空間站的主體艙上安裝了4個控制力矩陀螺，每個的質(zhì)量在270多千克。

因為可以用電力驅(qū)動它，而空間站上的電來自太陽能充電板，這樣就能節(jié)省不少燃料。

我國吸取了這個教訓(xùn)，一開始就使用控制力矩陀螺，節(jié)省了很多成本。

所以，不要再說安裝鐵球是費錢，人家是節(jié)省錢的。

空間站的推進器

不少人認為，空間站這個大家伙，推進它需要很大的能量吧。

其實，天宮空間站的推進器，力量在地球上只能推動一張紙，驚不驚喜？意不意外？

這種推進器叫做霍爾推進器，就是大家高中都很熟悉的霍爾效應(yīng)。

通俗來說，空間站的推進器噴出來的不是火，而是粒子流。利用電場給帶電粒子加速，它們以極快的速度被噴射出來，提供了一個推力。

我國的空間站重達60多噸，但是推進器只有0.32牛的推力。

在地球上，真的只能推一張紙。但是在太空中，沒有空氣阻力，只要輕輕一個力就能讓空間站前進。

不過，霍爾推進器也是要耗能的，它會消耗電能和粒子。

電能主要來源于太陽能充電，粒子來自于提前帶上去的氣體，主要是氙氣。

氙氣容易電離，產(chǎn)生帶電粒子。果然是天宮，連驅(qū)動都是氙（仙）氣！

如果氙氣消耗完畢，就會因為噴射粒子不夠而出現(xiàn)噴射不足的現(xiàn)象。

所以，補充物質(zhì)的運輸火箭，可以定期補充壓縮的氙氣上去。

為何選擇粒子推進器而不是燃料推進器呢？這是因為，太空沒有氧氣，如果使用燃料，還需要額外攜帶助燃劑，這會增加攜帶的重量。

霍爾推進器沒有這個顧慮，它只需要攜帶足夠的粒子就可以實現(xiàn)連續(xù)不斷地供能。

此外，霍爾推進器的速度上限比燃料更高，燃料的極限速度是第一宇宙速度，但是霍爾推進器的極限速度，理論上可以達到第三宇宙速度，甚至更大。

某種程度上，它才是未來航天動力的主力。

只是，目前的霍爾推進器提供的推力都比較小，最大的推進器大約3牛頓的力，想要用它實現(xiàn)自由的飛行，還需要繼續(xù)努力。

空間站的作用

有人抨擊我國的空間站是“面子工程”，勞民傷財，沒有實用。

實際上，我們每個人都是航天技術(shù)的受益者，只是很多人沒有發(fā)現(xiàn)。

我們吃的蔬菜、水果，甚至是西北地區(qū)種的樹，里面都有一種神秘的科技——太空育種。

植物的細胞在失重、輻射的情況下，會出現(xiàn)變異，改變原有的性狀，得到新的性狀，比如產(chǎn)量提高、更耐旱、更耐寒等。

比如我們市面上的一種辣椒，它的維生素含量比一般辣椒高30%，它不是普通的辣椒，它是去太空旅行過的辣椒！

很多人不知道，我國的太空育種有超過2000億的市場規(guī)模，已經(jīng)逐漸進入大家的生活。

只可惜，一些人吃著太空育種的高品質(zhì)蔬菜，說著“面子工程”的風(fēng)涼話。

空間站還有一個功能，就是完成太空實驗，尤其是生物實驗。

我們知道，實驗需要大型的設(shè)備，如果只是普通的載人衛(wèi)星，宇航員在上面根本施展不開，更不可能攜帶大型實驗設(shè)備。

能做到這兩點的，只有空間站。因為西方國家的阻擾，我國無法進入國際空間站，如果沒有自己的空間站，那么有些實驗，我們永遠做不了。

比如大家都很關(guān)心的太空種菜，沒有空間站就沒法進行。

為了不浪費我國種菜的種族天賦，將菜種向星辰大海，我們需要空間站。

所以，天宮空間站不是我國探索太空的盡頭，它只是一個起點。

未來，會有更多的國產(chǎn)航天器在太空中發(fā)揮它們各自的作用。

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