一克重量半两金！中国空间站这么贵，为何还要装1吨重的6个铁球？

　　火箭发射的载重量那可是能轻则轻，绝对不能超重，所有的承载量都要用到刀刃上。
　　毕竟，航天器的造价不菲，每一克的价值就如同半两黄金。
　　火箭发射
　　然而，我国的空间站，却带了6个大铁球上去，加起来总质量有1吨的样子。
　　为什么载重量如此吃紧的情况下，还要带大铁球呢？是嫌空间站太轻了？
　　天宫空间站6个大铁球
　　这6个大铁球位于天宫空间站的核心舱天和上，整齐地排列在核心舱边缘的圆圈上。
　　在航天领域有这样一个说法，每增重航天器1千克，就要相应增加750千克的燃料 。
　　所以在设计航天器的时候，是能减轻质量就减轻质量，既节约燃料，又节约成本。
　　可是，这6个铁球加起来的质量有1吨左右 ，那么增加的燃料得750吨。
　　难道安装这6个铁球是为了证明咱们国家的航天不缺钱？
　　天和核心舱的大铁球
　　当然不是，航天器上面的每一个零部件都是有其作用的 ，我们不能光看这6个铁球重，而忽视它在空间站中所发挥的作用。
　　这些大铁球有一个专业名词，叫作＂控制力矩陀螺＂，也就是说，它看似是个球，其实本质上是陀螺 。
　　它会像陀螺一样旋转，然后改变空间站的力矩，用以调整空间站的姿势。
　　一个控制力矩陀螺
　　我们都知道，空间站不可能永远保持一个姿势，它需要根据各种情况进行调整。
　　这6个大铁球并不是镶嵌在天和号上的，它们和核心舱之间有一个连接器。
　　这6颗铁球均匀分布，如果需要调节方向，可以旋转这6个陀螺，最高转速可以达到7000转/秒。
　　控制力矩陀螺的结构
　　如果对它们的工作还是没有概念，我们可以想象一种玩具手指陀螺，当它在人的手上快速旋转时，手指会感受到一股力。
　　这其实就是手指陀螺在改变人手的力矩，不过因为它太小了，不足以改变我们手的姿势。
　　所以，这不是给空间站增重的，而是它必须的零部件。
　　但是这种零部件一个就有100多公斤重，万一出了故障如何更换呢？
　　很简单，100多公斤是它在地球上的重量，进入太空之后失重，宇航员都是大力士，搬动100多公斤的铁球完全不是问题。
　　在天和机械臂的帮助下，就能实现更换。
　　我国空间站的机械臂大铁球工作
　　空间站虽然会在太空中停留很久的时间，但并不表示它会不用调整自己的飞行轨迹。
　　甚至在特殊时刻，它还需要调整自己的轨道。
　　太空中存在着超过1亿件太空垃圾 ，它们大小各异，有些是废弃的卫星，一坨就有几百公斤重；也有一些是脱落的碎片，只有几克重。
　　它们的飞行速度在2.8到7千米/秒，这样的速度，随便一撞，轻则毁掉零部件，重则直接空间站报废 。
　　天宫空间站在设计之初，就必须考虑到这种危险情况。
　　因此，必须具备调节自身姿势的功能，不然就直愣愣地被撞了。
　　太空垃圾
　　除了躲避危险，空间站在对接的时候，也要调整自己的姿势 ，以便更好地对接。
　　航天器对接分为手动和自动 ，不管哪种，都需要这6个大铁球发挥作用。
　　必要的时候，空间站甚至会掉一个头，保证自己的某一部分始终朝着地球，能更好地接受地球的信号或者发射信号。
　　空间站需要调整姿势
　　国际空间站建设的时候，还没有控制力矩陀螺，所以采取的是反推，利用发动机朝反方向喷射，以便调整方向和姿势。
　　这样的后果就是使用很多燃料进去，根据统计，国际空间站每年需要10亿美元的额外燃料 ，它们主要被用于调整空间站上。
　　后来，国际空间站实在是承受不起这样的烧钱，于是在空间站的主体舱上安装了4个控制力矩陀螺，每个的质量在270多千克。
　　因为可以用电力驱动它，而空间站上的电来自太阳能充电板，这样就能节省不少燃料 。
　　我国吸取了这个教训，一开始就使用控制力矩陀螺，节省了很多成本。
　　所以，不要再说安装铁球是费钱，人家是节省钱的。
　　国际空间站安装的四个控制力矩陀螺空间站的推进器
　　不少人认为，空间站这个打一个家伙，推进它需要很大的能量吧。
　　其实，天宫空间站的推进器，力量在地球上只能推动一张纸 ，惊不惊喜？意不意外？
　　这种推进器叫做霍尔推进器 ，就是大家高中都很熟悉的霍尔效应。
　　通俗来说，空间站的推进器喷出来的不是火，而是粒子流。利用电场给带电粒子加速，它们以极快的速度被喷射出来，提供了一个推力。
　　霍尔推进器
　　我国的空间站重达60多吨，但是推进器只有0.32牛的推力。
　　在地球上，真的只能推一张纸。但是在太空中，没有空气阻力，只要轻轻一个力就能让空间站前进。
　　不过，霍尔推进器也是要耗能的，它会消耗电能和粒子 。
　　电能主要来源于太阳能充电，粒子来自于提前带上去的气体，主要是氙气 。
　　氙气容易电离，产生带电粒子。果然是天宫，连驱动都是氙（仙）气！
　　如果氙气消耗完毕，就会因为喷射粒子不够而出现喷射不足的现象。
　　霍尔推进器的粒子流
　　所以，补充物质的运输火箭，可以定期补充压缩的氙气上去。
　　为何选择粒子推进器而不是燃料推进器呢？这是因为，太空没有氧气，如果使用燃料，还需要额外携带助燃剂，这会增加携带的重量。
　　霍尔推进器没有这个顾虑，它只需要携带足够的粒子就可以实现连续不断地供能 。
　　此外，霍尔推进器的速度上限比燃料更高，燃料的极限速度是第一宇宙速度，但是霍尔推进器的极限速度，理论上可以达到第三宇宙速度，甚至更大。
　　某种程度上，它才是未来航天动力的主力 。
　　只是，目前的霍尔推进器提供的推力都比较小，最大的推进器大约3牛顿的力，想要用它实现自由的飞行，还需要继续努力。
　　霍尔推进器是未来的主流空间站的作用
　　有人抨击我国的空间站是＂面子工程＂，劳民伤财，没有实用。
　　实际上，我们每个人都是航天技术的受益者 ，只是很多人没有发现。
　　我们吃的蔬菜、水果，甚至是西北地区种的树，里面都有一种神秘的科技——太空育种 。
　　植物的细胞在失重、辐射的情况下，会出现变异，改变原有的性状，得到新的性状，比如产量提高、更耐旱、更耐寒等。
　　比如我们市面上的一种辣椒，它的维生素含量比一般辣椒高30%，它不是普通的辣椒，它是去太空旅行过的辣椒！
　　太空育种
　　很多人不知道，我国的太空育种有超过2000亿的市场规模，已经逐渐进入大家的生活。
　　只可惜，一些人吃着太空育种的高品质蔬菜，说着＂面子工程＂的风凉话。
　　空间站还有一个功能，就是完成太空实验 ， 尤其是生物实验 。
　　我们知道，实验需要大型的设备，如果只是普通的载人卫星，宇航员在上面根本施展不开，更不可能携带大型实验设备。
　　天宫空间站的内部
　　能做到这两点的，只有空间站。因为西方国家的阻扰，我国无法进入国际空间站，如果没有自己的空间站，那么有些实验，我们永远做不了。
　　比如大家都很关心的太空种菜，没有空间站就没法进行。
　　为了不浪费我国种菜的种族天赋，将菜种向星辰大海，我们需要空间站。
　　所以，天宫空间站不是我国探索太空的尽头，它只是一个起点。
　　太空种菜
　　未来，会有更多的国产航天器在太空中发挥它们各自的作用。