小玩具“導航”大火箭

塞北

2013年6月11日，神舟十號載人飛船順利升空，它是中國載人航天工程第5次載人飛行。神舟十號在軌飛行15天，飛行期間與天宮一號進行1次自動交會對接和1次航天員手控交會對接。6月26日順利返回地面，此次發(fā)射任務取得了圓滿成功！

陀螺變身導航儀

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

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

在神舟十號的太空授課中，航天員王亞平曾給我們做過這樣一個實驗。她在太空失重環(huán)境下，取出一個紅黃相間的陀螺，把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部，發(fā)現陀螺翻滾著向前飛去；緊接著，她又拿出一個一模一樣的陀螺，讓它旋轉起來，懸浮在空中，再用手輕推，旋轉的陀螺不再翻滾，而是保持著固定的軸向，向前飛去。這個實驗告訴我們，無論在地球還是太空，高速旋轉的陀螺都具有很好的定軸性，即陀螺的軸向不發(fā)生改變。

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

當火箭受到外界某種因素干擾，高速旋轉的陀螺定向儀利用其定軸性特點，檢測出火箭偏離預定目標，發(fā)出信號去控制火箭，及時調整飛行姿態(tài)，使箭體恢復到受干擾前的狀態(tài)，保持飛行中火箭姿態(tài)在該方向的穩(wěn)定。因為神舟十號和天宮一號都是以時速28000千米以上高速運行的，所以，只有對接目標方向的完全精準，才能保證任務的完成。陀螺定向儀在調整目標飛行器姿態(tài)的同時，也最大限度地節(jié)約了發(fā)動機推進劑的使用，延長了天宮一號的在軌壽命。可以說，一個小小的陀螺定向儀已經關系到了一次發(fā)射的成功與失敗。

我們身邊的航天技術

在我們的日常生活中，根據陀螺旋轉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，航空航天技術在生活中的應用更是隨處可見。

像今天專門為嬰兒生產的尿不濕，其實最早是為宇航員解決內急問題發(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計的；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驗結果發(fā)明的。如今，這些看似遙遠的航天航空科技，已經與我們的生活息息相關了。

此外，航天技術的衍生物對我們的生活也有著非同尋常的影響。原來用在保護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，應用在輪胎和防彈背心的制造上；給航天員進行健康檢測的重癥監(jiān)護室也由天上回歸地球。舒適的氣墊鞋、玻璃鋼、筆記本電腦、煙霧檢測器、食品干燥劑、太陽鏡、條形碼、心率表、數字溫度計……，這些東西無一不給我們的生活提供著便利。這個科學的“大陀螺”在建筑、化學、汽車、交通、機電、體育等各個領域不斷地發(fā)揮著光和熱。所以，請不要再說“科學離我們很遙遠”，它就切切實實的存在于我們的身邊，滲透到我們生活的每個角落。