小玩具“導(dǎo)航”大火箭

塞北

2013年6月11日，神舟十號(hào)載人飛船順利升空，它是中國載人航天工程第5次載人飛行。神舟十號(hào)在軌飛行15天，飛行期間與天宮一號(hào)進(jìn)行1次自動(dòng)交會(huì)對(duì)接和1次航天員手控交會(huì)對(duì)接。6月26日順利返回地面，此次發(fā)射任務(wù)取得了圓滿成功！

陀螺變身導(dǎo)航儀

可能很多人都知道，汽車導(dǎo)航用的是汽車導(dǎo)航儀，但是你知道火箭是用什么來導(dǎo)航的嗎？萬一火箭飛偏了方向怎么辦？當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)……此時(shí)就該我們的火箭導(dǎo)航儀神秘登場(chǎng)了，它就是——陀螺！有人會(huì)問，陀螺不是玩具嗎？怎么變成火箭導(dǎo)航儀了？對(duì)，就是它，沒錯(cuò)！想知道為什么嗎？跟我一塊來揭秘吧！

玩過陀螺的人都知道，陀螺轉(zhuǎn)得越快，越不容易倒，轉(zhuǎn)的時(shí)間也就越長(zhǎng)；而停止旋轉(zhuǎn)，則會(huì)“一蹶不振”地癱倒在地上，這到底是怎么回事呢？原來啊，陀螺在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，就好比你拽著鐵桿，把腳貼在鐵桿的支點(diǎn)上，向后傾斜著身子圍鐵桿轉(zhuǎn)圈。當(dāng)速度越慢時(shí)，陀螺穩(wěn)定性越差；速度越快，穩(wěn)定性越好，這就是陀螺旋轉(zhuǎn)的奧秘。

在神舟十號(hào)的太空授課中，航天員王亞平曾給我們做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。她在太空失重環(huán)境下，取出一個(gè)紅黃相間的陀螺，把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部，發(fā)現(xiàn)陀螺翻滾著向前飛去；緊接著，她又拿出一個(gè)一模一樣的陀螺，讓它旋轉(zhuǎn)起來，懸浮在空中，再用手輕推，旋轉(zhuǎn)的陀螺不再翻滾，而是保持著固定的軸向，向前飛去。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，無論在地球還是太空，高速旋轉(zhuǎn)的陀螺都具有很好的定軸性，即陀螺的軸向不發(fā)生改變。

正是利用高速旋轉(zhuǎn)陀螺的定軸性特點(diǎn)，我們制造出了各式各樣的陀螺定向儀，它們被廣泛地應(yīng)用在航天領(lǐng)域。在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器和神舟十號(hào)上，就安裝了不少利用陀螺的定軸性原理制作的儀器，用來測(cè)量航天器的姿態(tài)。

當(dāng)火箭受到外界某種因素干擾，高速旋轉(zhuǎn)的陀螺定向儀利用其定軸性特點(diǎn)，檢測(cè)出火箭偏離預(yù)定目標(biāo)，發(fā)出信號(hào)去控制火箭，及時(shí)調(diào)整飛行姿態(tài)，使箭體恢復(fù)到受干擾前的狀態(tài)，保持飛行中火箭姿態(tài)在該方向的穩(wěn)定。因?yàn)樯裰凼?hào)和天宮一號(hào)都是以時(shí)速28000千米以上高速運(yùn)行的，所以，只有對(duì)接目標(biāo)方向的完全精準(zhǔn)，才能保證任務(wù)的完成。陀螺定向儀在調(diào)整目標(biāo)飛行器姿態(tài)的同時(shí)，也最大限度地節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的使用，延長(zhǎng)了天宮一號(hào)的在軌壽命。可以說，一個(gè)小小的陀螺定向儀已經(jīng)關(guān)系到了一次發(fā)射的成功與失敗。

我們身邊的航天技術(shù)

在我們的日常生活中，根據(jù)陀螺旋轉(zhuǎn)原理制造的物品隨處可見，像孩子玩的竹蜻蜓，各種儀器上的回轉(zhuǎn)儀、穩(wěn)定器等。正是這些事物的存在，使我們的生活變得豐富多彩，航空航天技術(shù)在生活中的應(yīng)用更是隨處可見。

像今天專門為嬰兒生產(chǎn)的尿不濕，其實(shí)最早是為宇航員解決內(nèi)急問題發(fā)明的；微波爐的發(fā)明解決了在太空中宇航員不能用明火加熱飯菜的問題；脫水蔬菜包不是方便面的親密搭檔，而是為航天員在太空中長(zhǎng)期工作能吃上蔬菜才孕育而生的；記憶海綿最初是為了減輕宇航員在航天器中承受巨大壓力而設(shè)計(jì)的；日常生活中隨處可見的粘扣帶是為了宇航員在太空記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)明的。如今，這些看似遙遠(yuǎn)的航天航空科技，已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)了。

此外，航天技術(shù)的衍生物對(duì)我們的生活也有著非同尋常的影響。原來用在保護(hù)航天員免受微隕石傷害的凱夫拉纖維，我們利用其極牢固的特性，應(yīng)用在輪胎和防彈背心的制造上；給航天員進(jìn)行健康檢測(cè)的重癥監(jiān)護(hù)室也由天上回歸地球。舒適的氣墊鞋、玻璃鋼、筆記本電腦、煙霧檢測(cè)器、食品干燥劑、太陽鏡、條形碼、心率表、數(shù)字溫度計(jì)……，這些東西無一不給我們的生活提供著便利。這個(gè)科學(xué)的“大陀螺”在建筑、化學(xué)、汽車、交通、機(jī)電、體育等各個(gè)領(lǐng)域不斷地發(fā)揮著光和熱。所以，請(qǐng)不要再說“科學(xué)離我們很遙遠(yuǎn)”，它就切切實(shí)實(shí)的存在于我們的身邊，滲透到我們生活的每個(gè)角落。