人造衛(wèi)星為什么在太空運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生意外翻滾事故

1958年美國第一顆衛(wèi)星“探險(xiǎn)者1號(hào)”，由于其四根鞭狀天線的振動(dòng)耗散了很多能量，在正常工作了一段時(shí)間以后，出現(xiàn)了意想不到的衛(wèi)星翻滾現(xiàn)象，導(dǎo)致任務(wù)失敗。1973年4月3日蘇聯(lián)發(fā)射禮炮2號(hào)空間站?？臻g站入軌不久，姿態(tài)控制系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)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(jīng)99度赤道上空的銀河－4通信衛(wèi)星突然發(fā)生嚴(yán)重故障，星上姿控系統(tǒng)控制處理器失效，導(dǎo)致衛(wèi)星翻滾，衛(wèi)星停止工作。1991年2月14日“風(fēng)云一號(hào)”衛(wèi)星因計(jì)算機(jī)單元跳變，姿態(tài)翻滾。2006年10月我國一顆在軌衛(wèi)星突發(fā)嚴(yán)重故障，衛(wèi)星姿態(tài)失控，在太空翻滾。在我國航天測控人的努力下，這兩顆衛(wèi)星終于起死回生，恢復(fù)正常運(yùn)行。衛(wèi)星姿態(tài)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(lǐng)域這是個(gè)令許多科學(xué)家犯怵的技術(shù)難題，對(duì)中國的航天測控人來說，也是個(gè)重大的新課題。

因?yàn)槿嗽煨l(wèi)星在太空運(yùn)行時(shí)發(fā)生意外翻滾（前滾翻）和地球自轉(zhuǎn)（前滾翻）原因相同，所以要想弄清人造衛(wèi)星為什么在太空運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生意外翻滾（前滾翻）事故的原因，只要弄清地球自轉(zhuǎn)（前滾翻）的原因就可以了。地球?yàn)槭裁醋赞D(zhuǎn)科學(xué)家們始終沒有找到答案。地球膨裂說認(rèn)為，太陽系是一個(gè)旋轉(zhuǎn)體，因?yàn)榈厍蛲鈧?cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)大于地球內(nèi)側(cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)、地球比較均勻內(nèi)外側(cè)質(zhì)量相等、地球沒有自轉(zhuǎn)前內(nèi)側(cè)和外側(cè)的角速度相等，所以根據(jù)角動(dòng)量公式L = mr2ω我們可以看出，地球外側(cè)的角動(dòng)量大于地球內(nèi)側(cè)的角動(dòng)量。因?yàn)樘栂挡皇卿擉w，地球處于懸浮狀態(tài)，所以地球剛開始自轉(zhuǎn)時(shí)，就在地球外側(cè)的角動(dòng)量大于地球內(nèi)側(cè)的角動(dòng)量的作用下，地球外側(cè)的角速度大于了地球內(nèi)側(cè)的角速度，產(chǎn)生了自西向東自轉(zhuǎn)。

月球?yàn)槭裁床蛔赞D(zhuǎn)呢？這個(gè)問題最近有了答案，繞月飛行的人造衛(wèi)星測出月球靠地球這一面密度較大，因此月球永遠(yuǎn)以同一面朝著地球。地球膨裂說認(rèn)為，盡管月球外側(cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)大于內(nèi)側(cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)，但因?yàn)樵虑騽傞_始自轉(zhuǎn)前靠地球這一面的密度較大，也就是質(zhì)量大，所以月球內(nèi)側(cè)的角動(dòng)量等于月球外側(cè)的角動(dòng)量、月球外側(cè)的角速度等于月球內(nèi)側(cè)的角速度，因此不自轉(zhuǎn)。

金星為什么自東向西自轉(zhuǎn)（逆轉(zhuǎn)、后滾翻）呢？地球膨裂說認(rèn)為，盡管金星外側(cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)大于內(nèi)側(cè)的公轉(zhuǎn)半經(jīng)，但因?yàn)榻鹦莿傞_始自轉(zhuǎn)前靠地球這一面內(nèi)側(cè)的密度比外側(cè)的密度大得多，所以金星內(nèi)側(cè)的角動(dòng)量大于金星外側(cè)的角動(dòng)量，金星內(nèi)側(cè)的角速度大于金星外側(cè)的角速度，因此金星就自東向西自轉(zhuǎn)（逆轉(zhuǎn)、后滾翻）。

為了驗(yàn)證我的這一理論，我作做了一個(gè)地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的模擬實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿逆時(shí)針攪水。當(dāng)水轉(zhuǎn)起來后，把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時(shí)發(fā)現(xiàn)塑料蓋在隨水逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)）的同時(shí)，自身也在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）。這就是無可辯駁的地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)。

再做一個(gè)月球公轉(zhuǎn)不產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的模擬實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿逆時(shí)針攪水。當(dāng)水轉(zhuǎn)起來后，把暖水瓶塑料蓋里的一側(cè)放一枚硬幣，放硬幣的一側(cè)靠近盆心，口朝上放在靠盆沿的水上。這時(shí)發(fā)現(xiàn)塑料蓋在隨水逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)）的同時(shí)，自身并不旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）。這就是無可辯駁的月球公轉(zhuǎn)不產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)。

再做一個(gè)金星公轉(zhuǎn)產(chǎn)生逆向自轉(zhuǎn)的模擬實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)大洗衣盆里放滿水，用手掌沿盆沿到盆心的一半處逆時(shí)針攪水。當(dāng)水轉(zhuǎn)起來后，把暖水瓶的塑料蓋口朝上放在靠盆沿的水上。這時(shí)發(fā)現(xiàn)塑料蓋在隨水逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)）的同時(shí)，自身在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（逆向自轉(zhuǎn)）。這就是無可辯駁的金星公轉(zhuǎn)產(chǎn)生逆向自轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)。

人造衛(wèi)星之所以翻滾（前滾翻）這和地球自轉(zhuǎn)（前滾翻）原因一樣，是因?yàn)橥鈧?cè)的角動(dòng)量大于內(nèi)側(cè)的角動(dòng)量造成的。因此，只要使人造衛(wèi)星較重的一側(cè)面對(duì)地球，人造衛(wèi)星就不會(huì)翻滾（前滾翻）了，但必須使內(nèi)外側(cè)的質(zhì)量差等于外內(nèi)側(cè)的公轉(zhuǎn)半徑的差，只有這樣人造衛(wèi)星內(nèi)外側(cè)的角動(dòng)量才能相等、內(nèi)外側(cè)的角速度才能相等，人造衛(wèi)星才不會(huì)翻滾。這樣就可以不安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)使人造衛(wèi)星經(jīng)常處于自旋狀態(tài)了。這樣既可以節(jié)省衛(wèi)星的重量和燃料，又可以延長衛(wèi)星的壽命。

我希望我發(fā)現(xiàn)的的這一理論能引起我國航天領(lǐng)域的科學(xué)家們的重視，進(jìn)行研討和鑒定，在設(shè)計(jì)航天器的時(shí)侯，把這一理論考慮進(jìn)去，避免發(fā)生星毀人亡的慘劇，使航天事業(yè)安全、快速的向前發(fā)展。