現(xiàn)在是6月了,神舟14號載人飛船就在這個月發(fā)射,這已經(jīng)是板上釘釘?shù)氖虑榱?,我們只需靜待佳音就好了,有得看了。
早就有航天業(yè)內(nèi)人士爆料:神舟14號預(yù)計6月5日發(fā)射,組合體現(xiàn)在進入待命狀態(tài),但我個人則認(rèn)為,很可能是在6月5日至10日之間發(fā)射。
神舟14號航天員只駐留6個月,神舟15號計劃在今年12月發(fā)射,神舟14號航天員和神舟15號航天員將同時在軌駐留5至10天,因此,神舟14號安排在這個時間段發(fā)射是非常合理的,總要有幾天的緩沖時間。
天舟4號貨運飛船早就在5月份發(fā)射了,航天員生活物資提前送到,貨物清單中有大量食物、飲用水、衣物、生活用品,還有一些科學(xué)器材,物資可以說是十分豐富,尤其是食品,好幾十個品種。
讓人匪夷所思的是,貨物清單中還包括了一個力矩陀螺,這可是一個大家伙,重達170公斤。如此之大的力矩陀螺是做什么用的呢?難道是專門等神舟14號航天員出艙活動時安裝的嗎?
2021年,當(dāng)中國空間站天和核心艙首次亮相的時候,有人注意到大柱段與小柱段連接處的外壁上存在6個白色的半圓球,尺寸還不小,于是有人問它們是用來做什么用的。
其實,半圓球里面裝的就是控制力矩陀螺儀,每一個力矩陀螺儀重達170公斤,6個加起來重量超過1噸。
火箭發(fā)射載荷上太空,每多運送1公斤物品,火箭發(fā)射成本就會多增加1萬美金,天和核心艙增加了6個力矩陀螺儀,那么火箭發(fā)射成本就多增加1000萬美金。
那么,天和核心艙攜帶這6個力矩陀螺儀有什么用呢?力矩陀螺儀里面密封著鋼制飛輪,飛輪以7000轉(zhuǎn)/分鐘的超高速度在旋轉(zhuǎn),飛輪在高速旋轉(zhuǎn)時,就會產(chǎn)生一個角動量,讓它的旋轉(zhuǎn)軸保持一個固定方向。
6個力矩陀螺儀可以控制天和核心艙的飛行姿態(tài),保證以正確姿態(tài)運行,這就相當(dāng)有一個力一直按壓著中國空間站的背部,不讓中國空間站的“肚皮朝上”,讓太陽翼永遠朝向陽光,讓通訊天線永遠朝向地面。
力矩陀螺儀還只使用來自太陽翼的免費電力,從長遠利益來考慮,使用力矩陀螺儀來保證正確姿態(tài)肯定要比燃燒化學(xué)推進劑劃算得多,如果沒有力矩陀螺儀,調(diào)姿推進器都要時時刻刻啟動,用來調(diào)整飛行姿態(tài),這樣一來就會浪費掉大量燃料。
在航天領(lǐng)域中,力矩陀螺儀應(yīng)用非常廣泛,國際空間站、太空天文臺、月球軌道器、火星軌道器、訪問小行星的采樣飛船都安裝了力矩陀螺儀。
國際空間站的Z1桁架上也安裝了4個單重272公斤的控制力矩陀螺,里面的鋼制飛輪每分鐘6600轉(zhuǎn),保證了國際空間站的正確飛行姿態(tài),同時每年也要節(jié)約大量燃料。
中國空間站建成后呈三艙三船結(jié)構(gòu),天和核心艙,問天實驗艙和夢天實驗艙,一艘載人飛船,二艘貨運飛船,但是只有天和核心艙上才有6個力矩陀螺儀。
據(jù)了解,我國天舟4號運送力矩陀螺儀,主要是為了對天和核心艙上的6個力矩陀螺儀進行備份,如果其中一個力矩陀螺儀壞了,那么航天員使用備份力矩陀螺儀進行更換。
力矩陀螺儀里面的鋼制飛輪時時刻刻都在以極高的速度在運轉(zhuǎn),這導(dǎo)致力矩陀螺儀的壽命并不長,一般只有幾年時間,幾年之后就要全部更換,國際空間站上的力矩陀螺就更換過多次。
力矩陀螺是天舟4號運送的最重貨物,它不可能一直存放在天舟4號貨倉里面,在天舟4號從天和核心艙后向接口繞飛到前向接口前,神舟14號航天員要把它從天舟4號貨倉搬到天和核心艙內(nèi)。
一次性要搬運170公斤重的貨物,對于神舟14號航天員來說,這無疑又是一次對體能的考驗,太空雖沒有重力,但物體越重,勢能就越大,越難以控制,容易撞壞周圍物品。
總之,天舟4號運送的力矩陀螺,并不是等神14航天員來安裝,而是作為天和核心艙的6個控制力矩陀螺的備份,暫時存放在天和核心艙內(nèi)。有趣有料的科學(xué)內(nèi)容請關(guān)注唯一的微信公眾號:有趣探索