為提升廣大青少年的科學(xué)素質(zhì)，豐富大家的暑假生活，從今天開(kāi)始，我們西山教育體育局公眾號(hào)打造和推出暑期線(xiàn)上科普營(yíng)地——【暑假科普大課堂】，專(zhuān)門(mén)給廣大青少年科普有關(guān)航天航空和計(jì)算機(jī)編程等科學(xué)知識(shí)。
【資料圖】
7月24日，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射。
這個(gè)在軌質(zhì)量達(dá)百余噸重的空間站組合體，其姿態(tài)控制難度是我國(guó)航天飛行任務(wù)中史無(wú)前例的。
空間站“坐如鐘、行如風(fēng)”的秘訣是什么，今天帶你來(lái)了解！
航天器姿態(tài)控制有“神器”？
控制力矩陀螺“顯身手”
空間站的穩(wěn)定運(yùn)行需要一個(gè)能穩(wěn)住它的強(qiáng)性能“神器”——控制力矩陀螺。
空間站大型柔性太陽(yáng)翼
空間站在日常運(yùn)行過(guò)程中，其姿態(tài)受地球高層大氣、太陽(yáng)電磁輻射、引力場(chǎng)等多種因素影響會(huì)有所變化，搭載的多項(xiàng)載荷也都有特定的指向需求。
因此，空間站的穩(wěn)定運(yùn)行需要一個(gè)能穩(wěn)住它的強(qiáng)性能“神器”——控制力矩陀螺。
控制力矩陀螺
控制力矩陀螺除了零燃料消耗的天然優(yōu)勢(shì)，還有對(duì)航天器柔性部件干擾最小化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于大型空間站而言，更是不可或缺的核心技術(shù)裝備。
曾是技術(shù)發(fā)展“攔路虎”！
如今自力更生，自主“智”造
控制力矩陀螺的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)曾是中國(guó)空間技術(shù)發(fā)展遭遇的“攔路虎”，但是，中國(guó)人確信“核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的”，所以在論證伊始便堅(jiān)定選擇了自力更生。
200Nms控制力矩陀螺
我國(guó)第一臺(tái)上天的是200Nms（牛米秒）控制力矩陀螺。
其在軌應(yīng)用成為我國(guó)空間機(jī)電部件發(fā)展的一個(gè)里程碑，也使我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家。
自天宮一號(hào)后，科研團(tuán)隊(duì)陸續(xù)研發(fā)出了滿(mǎn)足我國(guó)各類(lèi)空間飛行器姿態(tài)機(jī)動(dòng)與姿態(tài)控制需求的全系列控制力矩陀螺產(chǎn)品型譜。
較第一代產(chǎn)品，新研制的控制力矩陀螺具有精度高、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足我國(guó)當(dāng)前各類(lèi)空間飛行器的姿態(tài)控制要求。
空間站任務(wù)把控制力矩陀螺在中國(guó)航天器上的使用提升到了一個(gè)新高度。
其他航天器的控制力矩陀螺安裝在艙內(nèi)，工作環(huán)境較為單一，而空間站上的控制力矩陀螺需要同時(shí)適應(yīng)艙內(nèi)、艙外兩種工作環(huán)境。
研制人員必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的熱控設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)艙內(nèi)產(chǎn)品開(kāi)展減振降噪工作，以符合艙內(nèi)噪聲指標(biāo)要求。
空間站核心艙已安裝的6臺(tái)大型控制力矩陀螺
作為復(fù)雜的空間機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品，為保證空間站的壽命與可靠性，控制力矩陀螺還需具備在軌更換能力。
中國(guó)空間站使用的控制力矩陀螺是目前角動(dòng)量最大的1500Nms，并采用了兩艙“6+6”的配置。
這一配置正是組合體系統(tǒng)級(jí)的先進(jìn)之處，可以融合使用，通過(guò)總網(wǎng)絡(luò)按需重構(gòu)。
神舟十四號(hào)航天員在軌設(shè)置控制力矩陀螺
多個(gè)控制力矩陀螺的聯(lián)合使用，足以助力空間站“坐如鐘、行如風(fēng)”，助力載人航天工程的穩(wěn)步發(fā)展。
從“攔路虎”變成技術(shù)高峰，控制力矩陀螺系列產(chǎn)品的研制與應(yīng)用顯著提升了我國(guó)空間飛行器的姿態(tài)機(jī)動(dòng)與姿態(tài)穩(wěn)定控制能力，也推動(dòng)了我國(guó)空間慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速發(fā)展。
來(lái)源：中國(guó)載人航天公眾號(hào)編輯：張文怡廷