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陀螺与航天器

时间:2023-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:在太空中,航天器受到的空气阻力很小,又没有摩擦力,所以,让航天器像陀螺那样旋转,可以十分经济有效地使航天器保持稳定的定向,这种自旋稳定还具有较强的抗干扰能力。当然,一些形状不规则或不呈轴心对称的航天器,就不能采用自旋稳定来保持稳定状态。

在无依无靠的太空中,一个航天器始终要保持一种特定的姿势在某个轨道上运行,或是固定在太空的某个位置上,其实是十分困难的。

太空中没有风吹,也没有人去推,航天器为什么还会自己“开小差”呢?其实,太空中不均匀的引力、残留的大气和空间微小颗粒的碰撞,都会使航天器处于不稳定状态。

为了使航天器保持稳定的状态,科学家们干脆使航天器像陀螺那样旋转起来。我们知道,凡是高速转动的物体都有一种保持转动轴方向不变的特性,这叫作自旋稳定或定轴性。

玩过陀螺的人都知道,陀螺可以围绕它的转轴旋转很长时间,如果没有空气的阻力和转轴与桌面的摩擦力,理论上,陀螺可以非常稳定地围绕转轴永远旋转。人们模仿陀螺制成了陀螺仪,它就是利用陀螺高度稳定的定轴性测出微小的位置变化。

在太空中,航天器受到的空气阻力很小,又没有摩擦力,所以,让航天器像陀螺那样旋转,可以十分经济有效地使航天器保持稳定的定向,这种自旋稳定还具有较强的抗干扰能力。

许多航天器都采用自旋稳定,而且它们的形状接近矮圆柱形,呈轴心对称,这就可以避免出现自转轴的周期性微小变化。自旋稳定的优点是操作简单、不消耗能源。当然,一些形状不规则或不呈轴心对称的航天器,就不能采用自旋稳定来保持稳定状态。

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