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航天工程是人类迄今为止 , 最“烧钱”的一个领域 , 有专业人士称 , 中国天宫空间站上的每一克重量 , 都价值半两黄金 。
天宫空间站结构
在此前提下 , 为何我国空间站的天和核心舱却要装载6个铁球?而且每个铁球都重达1吨 , 这难道不会增加建造成本吗?
高成本、高收益在回答这些问题之前 , 我们必须要了解 , 航天领域为什么这么“烧钱” 。
航天领域的成本主要在两点 , 它们分别是建造航天器的材料和燃料 。
航天器的材料自然不必多说 , 它采用的是人类最为坚固的合金材料 , 每一块都经过百般打磨、压缩而成 , 密度之高 , 是普通材质不能企及的 。
想要建造出火箭发射器、探测器、航天飞船这样的庞然大物 , 预算必须非常高 。
有数据显示 , 光是一枚运载火箭的建造成本就在1亿到1.5亿美元之间 , 算上搭载的航天器 , 成本恐怕会翻上一倍 。
各类运载火箭
而航天领域的燃料 , 更是一个烧钱的存在 。
第一代火箭采用的是传统的导弹燃料 , 但是这种燃料产生能量的效率低 , 每次发射都需要携带大量的原材料 , 不利于长期发展 。
经过技术的不断改进 , 火箭的燃料又被替换为甲肼、煤油等等 , 但是它们都有一个缺点 , 那就是对环境的污染太大 。
在提倡环境保护的今天 , 人们有开发出了液态氢为燃料 , 发射的过程当中 , 只需要将液态氢中的氢气通过电解的方式分离 , 变成燃料 , 就能达到理想的效果 , 而且对环境没有危害 。
液态氢的产生及运输
不过 , 就算是火箭的燃料经历的几代的剧变 , 仍旧无法改变成本高的事实 。
一般来讲 , 火箭发射器的重量当中 , 燃料就占据了90%以上 。
因为想要冲出地球 , 需要一个庞大的加速度过程 , 期间所消耗的能量非常大 。
火箭发射
如今的我们无法获取更加优质的能量来源 , 只能依靠巨量的燃料 , 来达到这种效果 。
根据地球的引力和动能定律的运算方式 , 再加上传统燃料完全燃烧释放的热量进行对比 , 火箭在发射冲出地球所需要的原料为5吨 。
其中 , 液态氢完全反应之后 , 可以产生大约等于350的比冲量 , 比传统燃料的效率更高 , 是未来主流的原料 。
传统火箭的燃料成本在每升1200元左右 , 如今液态氢技术还未完全成熟 , 成本仍旧居高不下 , 可见燃料在航天领域当中有多“烧钱” 。
火箭燃料装填
天宫空间站每一克就价值半两黄金 , 也并不是夸张的说法 。
在成本如此吃紧的情况下 , 还要将吨位的大铁球送上太空 , 足以见得铁球的重要性 。
铁球的重要性这个铁球有自己的名称 , 它在科学界被称为控制力矩陀螺 , 表面上是铁球 , 实际上是个陀螺 。
控制力矩陀螺内部装有可以高速转动的仪器 , 用于调节陀螺装载处的力平衡 。
而6个控制力矩陀螺的存在 , 正是用于调节空间站力的方向 。
控制力矩陀螺
我们都知道 , 一切物体进入太空之后 , 由于无重力环境的影响 , 会在地球轨道附近做无规则的运动 。
但是 , 空间站偶尔要遇到对接其他火箭舱的情况 , 就必须要控制空间站的方向 , 达到精准对接的目的 。
对此 , 控制力矩陀螺就发挥着不可替代的作用 。
并且 , 对于空间站而言 , 它在太空当中不能一直不动 , 因为没有经历大气削弱的太阳辐射强度非常惊人 , 可以使得空间站朝阳面的温度升至200摄氏度以上 。