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火箭發射時，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(jia) 不菲，每一克的價(jia) 值就如同半兩(liang) 黃金。

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

為(wei) 什麽(me) 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(ge) 大鐵球

這6個(ge) 大鐵球位於(yu) 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。

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

所以在設計航天器的時候，是能減輕質量就減輕質量，既節約燃料，又節約成本。

可是，這6個(ge) 鐵球加起來的質量有1噸左右，那麽(me) 增加的燃料得750噸。

難道安裝這6個(ge) 鐵球是為(wei) 了證明咱們(men) 國家的航天不缺錢？

當然不是，航天器上麵的每一個(ge) 零部件都是有其作用的，我們(men) 不能光看這6個(ge) 鐵球重，而忽視它在空間站中所發揮的作用。

這些大鐵球有一個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 名詞，叫作“控製力矩陀螺”，也就是說，它看似是個(ge) 球，其實本質上是陀螺。

它會(hui) 像陀螺一樣旋轉，然後改變空間站的力矩，用以調整空間站的姿勢。

我們(men) 都知道，空間站不可能永遠保持一個(ge) 姿勢，它需要根據各種情況進行調整。

這6個(ge) 大鐵球並不是鑲嵌在天和號上的，它們(men) 和核心艙之間有一個(ge) 連接器。

這6顆鐵球均勻分布，如果需要調節方向，可以旋轉這6個(ge) 陀螺，最高轉速可以達到7000轉/秒。

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

這其實就是手指陀螺在改變人手的力矩，不過因為(wei) 它太小了，不足以改變我們(men) 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(ge) 就有100多公斤重，萬(wan) 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，進入太空之後失重，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，就能實現更換。

大鐵球工作

空間站雖然會(hui) 在太空中停留很久的時間，但並不表示它會(hui) 不用調整自己的飛行軌跡。

甚至在特殊時刻，它還需要調整自己的軌道。

太空中存在著超過1億(yi) 件太空垃圾，它們(men) 大小各異，有些是廢棄的衛星，一坨就有幾百公斤重；也有一些是脫落的碎片，隻有幾克重。

它們(men) 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。

天宮空間站在設計之初，就必須考慮到這種危險情況。

因此，必須具備調節自身姿勢的功能，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，也要調整自己的姿勢，以便更好地對接。

航天器對接分為(wei) 手動和自動，不管哪種，都需要這6個(ge) 大鐵球發揮作用。

必要的時候，空間站甚至會(hui) 掉一個(ge) 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射信號。

國際空間站建設的時候，還沒有控製力矩陀螺，所以采取的是反推，利用發動機朝反方向噴射，以便調整方向和姿勢。

這樣的後果就是使用很多燃料進去，根據統計，國際空間站每年需要10億(yi) 美元的額外燃料，它們(men) 主要被用於(yu) 調整空間站上。

後來，國際空間站實在是承受不起這樣的燒錢，於(yu) 是在空間站的主體(ti) 艙上安裝了4個(ge) 控製力矩陀螺，每個(ge) 的質量在270多千克。

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

我國吸取了這個(ge) 教訓，一開始就使用控製力矩陀螺，節省了很多成本。

所以，不要再說安裝鐵球是費錢，人家是節省錢的。

空間站的推進器

不少人認為(wei) ，空間站這個(ge) 大家夥(huo) ，推進它需要很大的能量吧。

其實，天宮空間站的推進器，力量在地球上隻能推動一張紙，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。

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(men) 以極快的速度被噴射出來，提供了一個(ge) 推力。

我國的空間站重達60多噸，但是推進器隻有0.32牛的推力。

在地球上，真的隻能推一張紙。但是在太空中，沒有空氣阻力，隻要輕輕一個(ge) 力就能讓空間站前進。

不過，霍爾推進器也是要耗能的，它會(hui) 消耗電能和粒子。

電能主要來源於(yu) 太陽能充電，粒子來自於(yu) 提前帶上去的氣體(ti) ，主要是氙氣。

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

如果氙氣消耗完畢，就會(hui) 因為(wei) 噴射粒子不夠而出現噴射不足的現象。

所以，補充物質的運輸火箭，可以定期補充壓縮的氙氣上去。

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

霍爾推進器沒有這個(ge) 顧慮，它隻需要攜帶足夠的粒子就可以實現連續不斷地供能。

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。

隻是，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，想要用它實現自由的飛行，還需要繼續努力。

空間站的作用

有人抨擊我國的空間站是“麵子工程”，勞民傷(shang) 財，沒有實用。

實際上，我們(men) 每個(ge) 人都是航天技術的受益者，隻是很多人沒有發現。

我們(men) 吃的蔬菜、水果，甚至是西北地區種的樹，裏麵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(hui) 出現變異，改變原有的性狀，得到新的性狀，比如產(chan) 量提高、更耐旱、更耐寒等。

比如我們(men) 市麵上的一種辣椒，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(yi) 的市場規模，已經逐漸進入大家的生活。

隻可惜，一些人吃著太空育種的高品質蔬菜，說著“麵子工程”的風涼話。

空間站還有一個(ge) 功能，就是完成太空實驗，尤其是生物實驗。

我們(men) 知道，實驗需要大型的設備，如果隻是普通的載人衛星，宇航員在上麵根本施展不開，更不可能攜帶大型實驗設備。

能做到這兩(liang) 點的，隻有空間站。因為(wei) 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，那麽(me) 有些實驗，我們(men) 永遠做不了。

比如大家都很關(guan) 心的太空種菜，沒有空間站就沒法進行。

為(wei) 了不浪費我國種菜的種族天賦，將菜種向星辰大海，我們(men) 需要空間站。

所以，天宮空間站不是我國探索太空的盡頭，它隻是一個(ge) 起點。

未來，會(hui) 有更多的國產(chan) 航天器在太空中發揮它們(men) 各自的作用。

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