人造卫星为什么在太空运行时会发生意外翻滚事故
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- 最后修订:
- 2020-07-30 15:09:10
摘要:
1958年美国第一颗卫星“探险者1号”,由于其四根鞭状天线的振动耗散了很多能量,在正常工作了一段时间以后,出现了意想不到的卫星翻滚现象,导致任务失败。1973年4月3日苏联发射礼炮2号空间站。空间站入轨不久,姿态控制系统发生故障,发生空间站翻滚,最后爆炸成25块碎片。1998年5月19日,位于北美西经99度赤道上空的银河-4通信卫星突然发生严重故障,星上姿控系统控制处理器失效,导致卫星翻滚,卫星停止工作。1991年2月14日“风云一号”卫星因计算机单元跳变,姿态翻滚。2006年10月我国一颗在轨卫星突发严重故障,卫星姿态失控,在太空翻滚。在我国航天测控人的努力下,这两颗卫星终于起死回生,恢复正常运行。卫星姿态变化受空间磁场、高空大气、重力梯度等诸多因素影响,在国际航天领域这是个令许多科学家犯怵的技术难题,对中国的航天测控人来说,也是个重大的新课题。
因为人造卫星在太空运行时发生意外翻滚(前滚翻)和地球自转(前滚翻)原因相同,所以要想弄清人造卫星为什么在太空运行时会发生意外翻滚(前滚翻)事故的原因,只要弄清地球自转(前滚翻)的原因就可以了。地球为什么自转科学家们始终没有找到答案。地球膨裂说认为,太阳系是一个旋转体,因为地球外侧的公转半经大于地球内侧的公转半经、地球比较均匀内外侧质量相等、地球没有自转前内侧和外侧的角速度相等,所以根据角动量公式L = mr2ω我们可以看出,地球外侧的角动量大于地球内侧的角动量。因为太阳系不是钢体,地球处于悬浮状态,所以地球刚开始自转时,就在地球外侧的角动量大于地球内侧的角动量的作用下,地球外侧的角速度大于了地球内侧的角速度,产生了自西向东自转。
月球为什么不自转呢?这个问题最近有了答案,绕月飞行的人造卫星测出月球靠地球这一面密度较大,因此月球永远以同一面朝着地球。地球膨裂说认为,尽管月球外侧的公转半经大于内侧的公转半经,但因为月球刚开始自转前靠地球这一面的密度较大,也就是质量大,所以月球内侧的角动量等于月球外侧的角动量、月球外侧的角速度等于月球内侧的角速度,因此不自转。
金星为什么自东向西自转(逆转、后滚翻)呢?地球膨裂说认为,尽管金星外侧的公转半经大于内侧的公转半经,但因为金星刚开始自转前靠地球这一面内侧的密度比外侧的密度大得多,所以金星内侧的角动量大于金星外侧的角动量,金星内侧的角速度大于金星外侧的角速度,因此金星就自东向西自转(逆转、后滚翻)。
为了验证我的这一理论,我作做了一个地球公转产生自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水,用手掌沿盆沿逆时针搅水。当水转起来后,把暖水瓶的塑料盖口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动(公转)的同时,自身也在逆时针旋转(自转)。这就是无可辩驳的地球公转产生自转的实验。
再做一个月球公转不产生自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水,用手掌沿盆沿逆时针搅水。当水转起来后,把暖水瓶塑料盖里的一侧放一枚硬币,放硬币的一侧靠近盆心,口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动(公转)的同时,自身并不旋转(自转)。这就是无可辩驳的月球公转不产生自转的实验。
再做一个金星公转产生逆向自转的模拟实验。在一个大洗衣盆里放满水,用手掌沿盆沿到盆心的一半处逆时针搅水。当水转起来后,把暖水瓶的塑料盖口朝上放在靠盆沿的水上。这时发现塑料盖在随水逆时针转动(公转)的同时,自身在顺时针旋转(逆向自转)。这就是无可辩驳的金星公转产生逆向自转的实验。
人造卫星之所以翻滚(前滚翻)这和地球自转(前滚翻)原因一样,是因为外侧的角动量大于内侧的角动量造成的。因此,只要使人造卫星较重的一侧面对地球,人造卫星就不会翻滚(前滚翻)了,但必须使内外侧的质量差等于外内侧的公转半径的差,只有这样人造卫星内外侧的角动量才能相等、内外侧的角速度才能相等,人造卫星才不会翻滚。这样就可以不安装姿态控制系统使人造卫星经常处于自旋状态了。这样既可以节省卫星的重量和燃料,又可以延长卫星的寿命。
我希望我发现的的这一理论能引起我国航天领域的科学家们的重视,进行研讨和鉴定,在设计航天器的时侯,把这一理论考虑进去,避免发生星毁人亡的惨剧,使航天事业安全、快速的向前发展。