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人造衛星為什么在太空運行時會發生意外翻滾事故

作者:
安徽新天源建設咨詢有限公司
最后修訂:
2020-07-30 15:09:10

摘要:

1958年美國第一顆衛星“探險者1號”,由于其四根鞭狀天線的振動耗散了很多能量,在正常工作了一段時間以后,出現了意想不到的衛星翻滾現象,導致任務失敗。1973年4月3日蘇聯發射禮炮2號空間站。空間站入軌不久,姿態控制系統發生故障,發生空間站翻滾,最后爆炸成25塊碎片。1998年5月19日,位于北美西經99度赤道上空的銀河-4通信衛星突然發生嚴重故障,星上姿控系統控制處理器失效,導致衛星翻滾,衛星停止工作。1991年2月14日“風云一號”衛星因計算機單元跳變,姿態翻滾。2006年10月我國一顆在軌衛星突發嚴重故障,衛星姿態失控,在太空翻滾。在我國航天測控人的努力下,這兩顆衛星終于起死回生,恢復正常運行。衛星姿態變化受空間磁場、高空大氣、重力梯度等諸多因素影響,在國際航天領域這是個令許多科學家犯怵的技術難題,對中國的航天測控人來說,也是個重大的新課題。

因為人造衛星在太空運行時發生意外翻滾(前滾翻)和地球自轉(前滾翻)原因相同,所以要想弄清人造衛星為什么在太空運行時會發生意外翻滾(前滾翻)事故的原因,只要弄清地球自轉(前滾翻)的原因就可以了。地球為什么自轉科學家們始終沒有找到答案。地球膨裂說認為,太陽系是一個旋轉體,因為地球外側的公轉半經大于地球內側的公轉半經、地球比較均勻內外側質量相等、地球沒有自轉前內側和外側的角速度相等,所以根據角動量公式L = mr2ω我們可以看出,地球外側的角動量大于地球內側的角動量。因為太陽系不是鋼體,地球處于懸浮狀態,所以地球剛開始自轉時,就在地球外側的角動量大于地球內側的角動量的作用下,地球外側的角速度大于了地球內側的角速度,產生了自西向東自轉。

月球為什么不自轉呢?這個問題最近有了答案,繞月飛行的人造衛星測出月球靠地球這一面密度較大,因此月球永遠以同一面朝著地球。地球膨裂說認為,盡管月球外側的公轉半經大于內側的公轉半經,但因為月球剛開始自轉前靠地球這一面的密度較大,也就是質量大,所以月球內側的角動量等于月球外側的角動量、月球外側的角速度等于月球內側的角速度,因此不自轉。

金星為什么自東向西自轉(逆轉、后滾翻)呢?地球膨裂說認為,盡管金星外側的公轉半經大于內側的公轉半經,但因為金星剛開始自轉前靠地球這一面內側的密度比外側的密度大得多,所以金星內側的角動量大于金星外側的角動量,金星內側的角速度大于金星外側的角速度,因此金星就自東向西自轉(逆轉、后滾翻)。

為了驗證我的這一理論,我作做了一個地球公轉產生自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水,用手掌沿盆沿逆時針攪水。當水轉起來后,把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動(公轉)的同時,自身也在逆時針旋轉(自轉)。這就是無可辯駁的地球公轉產生自轉的實驗。

再做一個月球公轉不產生自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水,用手掌沿盆沿逆時針攪水。當水轉起來后,把暖水瓶塑料蓋里的一側放一枚硬幣,放硬幣的一側靠近盆心,口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動(公轉)的同時,自身并不旋轉(自轉)。這就是無可辯駁的月球公轉不產生自轉的實驗。

再做一個金星公轉產生逆向自轉的模擬實驗。在一個大洗衣盆里放滿水,用手掌沿盆沿到盆心的一半處逆時針攪水。當水轉起來后,把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時發現塑料蓋在隨水逆時針轉動(公轉)的同時,自身在順時針旋轉(逆向自轉)。這就是無可辯駁的金星公轉產生逆向自轉的實驗。

人造衛星之所以翻滾(前滾翻)這和地球自轉(前滾翻)原因一樣,是因為外側的角動量大于內側的角動量造成的。因此,只要使人造衛星較重的一側面對地球,人造衛星就不會翻滾(前滾翻)了,但必須使內外側的質量差等于外內側的公轉半徑的差,只有這樣人造衛星內外側的角動量才能相等、內外側的角速度才能相等,人造衛星才不會翻滾。這樣就可以不安裝姿態控制系統使人造衛星經常處于自旋狀態了。這樣既可以節省衛星的重量和燃料,又可以延長衛星的壽命。

我希望我發現的的這一理論能引起我國航天領域的科學家們的重視,進行研討和鑒定,在設計航天器的時侯,把這一理論考慮進去,避免發生星毀人亡的慘劇,使航天事業安全、快速的向前發展。


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