问天实验舱开工，一对大太阳翼开始转动，中国空间站是风力 ...

jecci

“问天”实验舱成功对接“天和”核心舱已经半个多月了，3名航天员已经进入太空新居，开始了“两室两厅”的生活。虽然“问天”的转位对接尚未开始，但在近日，它出现了一个令人惊喜的变化，配备的一对大太阳翼开始转动起来了。


竟然真的可以转动
从画面上可以看到，“问天”实验舱的大太阳翼像风车一样忽闪忽闪地转动，不知道的还以为中国空间站是风力发电，依靠螺旋桨转动浮在太空中呢。实际上，这是一种双自由度对日定向设计，作用是尽可能确保太阳光垂直照射在太阳翼上，以克服受太阳入射角，以及空间站姿态变化对太阳翼受晒率产生的不利影响，说白了就是尽可能提高太阳翼的发电效率。


像大风车


还可以偏转，所以是双自由度
很多人说这是我国空间站独创性的设计，但实际上并非如此，国际空间站的大太阳翼也可以进行双自由度转动，甚至还可以像客机起降时后缘襟翼一样抬升、偏转，设计得这么复杂，也是为了追求最大的受晒面积，达到最高的发电效率。


国际空间站的大太阳翼也可以转动
不过，国际空间站大太阳翼的转动，依靠笨重的大桁架结构，重达十几吨，而“问天”实验舱的大太阳翼，只用一根细细的小桁架就可以转动，设计精巧得多，太阳翼、桁架加转动机构，总重量不过500公斤左右。


国际空间站太阳翼转动机构


我们的控制机构


问天大太阳翼
不过，即便只有500公斤，太阳翼转动起来，肯定会影响空间站的飞行姿态，给轨道稳定带来许多挑战。而我们的解决办法是“天和”核心舱的动量轮，也就是大柱段和小柱段中间那6个“大馒头”，它的里面是高速旋转的陀螺，也叫“控制力矩陀螺”。


6个大馒头是控制力矩陀螺
玩过陀螺的都知道，陀螺在旋转的时候会有一个角动量，这个角动量让它的旋转轴保持一个固定的方向，如果没有外力介入，那么它一般都不会改变旋转角度；而当有外力改变这个陀螺旋转轴角度时，它的角动量也会对其施加反作用力。要知道，每个陀螺重达100多公斤，6个球加起来总重量接近1吨，而且以约每分钟7000转的速度旋转，所以足以抵消空间站受各种外力影响导致的姿态变动，甚至可以在不消耗推进剂的情况下，改变空间站的姿态。


天和核心舱的控制力矩陀螺
而在国际空间站中央部分的Z1桁架上，也安装了4个控制力矩陀螺，每个陀螺重达272公斤，陀螺仪里边的100公斤不锈钢飞轮在电能的驱动下，以每分钟6600转的恒定速度旋转，总共输出4880Nms的角动量，它们也可以用来抵消太阳翼转动时的角动量。


国际空间站也有控制力矩陀螺，但是坏过
当然，大家看到的太阳翼转动画面其实是加速的，转动时候的实际速度不会这么快，但现在的问题是只有一个“桨”不协调，得赶紧把“梦天”的也发射上去，这样我们的空间站就可以愉快地在太空中荡起“双桨”了。



大风车吱呀吱哟哟地转，
这里的风景呀真好看，
天好看，地好看，
还有一群快乐的航天员

shangjianbin101

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sxm20010812

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tianyuan

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