磅和千克换算(吨换算千克)

空天河站核心舱发射成功，中国迎来新的星海时代！

有人说中国“天河”核心舱造价400亿元。我不知道这个数字从何而来。如果是真的，“天河”的每克成本将达到1818元，加上发射和后期运营成本。用“一克重半金”来形容其成本之高似乎并不过分。

关注station 空新闻的朋友可能会注意到，天河的核心舱边缘镶嵌着六个白色的圆球。那是天线罩吗？你错了！那东西是铁做的。每个球的重量都超过一百公斤。六个球的总重量接近一吨！

天和号上有6个球天河上有六个球。

你可能听过这个故事:由于火箭的发射成本很高，在设计飞船时，技术人员会挖空空来减轻飞船的重量，因为每减轻一克重量，就意味着节省大量的燃料和金钱。既然如此，为什么要在天河核心舱边上安装六个“铁疙瘩”，就为了表明我们花店今天不缺钱？

其实这六个球既不是配重块，也不是摆设，官方名称是“控制力矩陀螺”。每个球内部都密封着一个钢制飞轮，飞轮以每分钟7000转的速度旋转，以控制航天器的姿态。

指尖陀螺指尖陀螺

不知道大家有没有玩过指尖陀螺。这种小玩具在最近两年非常流行。它具有简单的结构并且更便宜。它可以减轻压力，许多儿童和年轻人喜欢玩它。如果一边高速旋转一边左右摆动陀螺，手指会感觉到明显的阻力。

这样动你会感到阻力动的时候会感觉到阻力。

大多数学过运动力学的朋友都知道，陀螺旋转时会有一个角动量。这个角动量使它的旋转轴保持固定的方向。如果没有外力介入，这个陀螺在很长一段时间内不会改变旋转角度。当你改变这个陀螺的旋转角度，它的角动量也会对你产生一个反作用力。这就是为什么当我们摆动陀螺时，我们的手指会感到阻力。

陀螺动轮会保持它旋转轴的方向滚轮将保持其旋转轴的方向。

陀螺仪运动还有一个特点，就是转子越重，转速越快，其转动力矩越大，能输出的反作用力也越大。

让我们言归正传。这些陀螺在空站是做什么用的？简单来说:改变姿势。

空在太空的空间飞行，其实并不是一直“俯卧背朝天”，而是每转一圈都会翻筋斗。你需要保持它相对于地面的“稳定姿态”，你得有一个力来“拉它”；

空站内有很多移动机构，车厢内还有人。人往里面移动，会对舱壁产生作用力。这个力虽然不大，但足以改变空站的运行姿态；

当空之间的站要与航天器对接时，两个航天器需要调整角度，相互施加力的影响；

有时候空站会调整角度来增减太阳辐射，也要考虑避开大气阻力和地球磁场的影响。

在这些时候，你需要启动飞船不同部位的反推装置，让它喷射来改变飞船的扭矩。

如果没有外力，空间站会怎么运动？如果没有外力的话空之间的站会怎么移动？

飞船的发动机喷气需要消耗推进剂，本身并不贵，但是用货船把它从地面送到天上就贵了。如果仅用RCS jet来调整国际空站的姿态，每转一圈要消耗22kg以上的推进剂，一天至少340kg，一周2.4吨。这钱买不起。

因此，科学家们在国际空站中部的Z1桁架上安装了四个控制力矩陀螺。每个陀螺重600磅(272公斤)。陀螺内部的100公斤不锈钢飞轮以每分钟6600转的恒速旋转，共输出4880毫微米角动量。这些陀螺虽然又大又重，但是它们产生的反作用力可以让空之间的站点任意角度旋转，而且不消耗任何燃料，因为陀螺是电力驱动的，而空之间的站点的电能来自太阳能电池，所以不需要额外花钱。

国际空间站宇航员更换陀螺国际空站宇航员更换陀螺

天河核心舱的六个控制力矩陀螺都安装在大柱段和小柱段过渡的斜坡上，它们的方位角也不一样，主要是为了方便维修和更换。实际上陀螺仪内部的钢制飞轮可以任意角度旋转，任意方向输出扭矩。

天和号上的控制力矩陀螺天河上的控制力矩陀螺

通常只需要三个陀螺仪保持运动，就可以驱动飞船调整姿态。“天河”之所以一次安装6个控制力矩陀螺，一方面是因为我们的陀螺比较小，当需要大转动惯量任务时(比如把实验舱移到侧面用机械臂对接)，6个陀螺全开火时输出的力矩会比较大；另一方面，保留足够的冗余。中国空站可能使用1000Nms陀螺仪，每分钟旋转7000转。这个机械部件用久了容易坏。当初Skylab报废是因为美国Sky 空实验室的三个陀螺中有两个坏了；国际空站也是四断两断，给空站的控制造成了很大的麻烦。空站间不是想换零件就能随时换的。在条件允许的情况下，有更多的冗余并不是一件坏事。

陀螺很重，在天上更换却不是问题陀螺很重，但在天空中更换不是问题。

控制力矩陀螺很重，在地面安装时需要机械手的帮助，才能准确安装到位。更换时航天员可以携带吗？你不需要担心这个。当站在空之间的轨道上时，由于重力被圆周运动的惯性力抵消，所有物体都处于“失重”状态。宇航员仍然可以轻松举起几百磅的大东西，所以更换陀螺仪是很自然的事情。

我们空站是完全由我们自主的技术、人才和资源制造的大型科学设备。正所谓“肉烂在锅里”，即使国家投入几百亿研发空站，也促进了中国科技和生产力的发展。空之间站内没多少花里胡哨的东西。陀螺虽然是一块很重的铁，但能保证空之间的空间站平稳运行，还能节省大量推进剂和资金。绝对是超值装备。

天和号两视图天河二观

#中国空站核心模块“天河”成功发射#