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。

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。

　　太阳的威力不可小觑

　　背阳面由于没有接收到热量，温度又低至零下200摄氏度，在两面受热不均匀的情况下，很容易对材料造成不可逆转的伤害。

　　就像炒菜一样，必须要反复翻炒，锅中的菜品才不会糊。

　　而太空重力的无序性，使得其中的变量不可控，有时候十天半个月都难以翻面，此时，就需要控制力矩陀螺来调节。

对比优势

　　考虑到调节的问题，国际空间站一开始是没有使用控制力矩陀螺的。

　　国际空间站结构

　　他们依靠反动力推动系统，用大量的燃料产生一种反方向的力，来调节空间站的方向。

　　但是他们很快发现，空间站需要的调节量很大，反动力推动系统对燃料的消耗高得惊人。

　　数据显示，国际空间站每年在燃料方面的投入都超过了10亿美元，随着需求的增加，这个数值还在增长。

　　为了减少各国的财政负担，他们合伙投资，建造了控制力矩陀螺。

　　可以说，这6个大铁球不仅不烧钱，还是省钱的法宝，让许多发达国家羡慕不已。

　　大铁球很重要

　　当然，拥有核心技术的国家并不多，即使一些国家想要安装，也无从下手。

发展趋势

　　很多小伙伴可能会担心，如今的技术更迭太快了，控制力矩陀螺会不会在不久的将来失去它的价值。

　　这一点完全不用担心，不论是从应用前景还是从技术发展的角度，控制力矩陀螺在短期内都是不可能被淘汰的。

　　从应用前景来讲，随着人类航天领域的进步，越来越多的国家发射各种航天设备，也在地球轨道附近产生了大量的太空垃圾。

　　这些太空垃圾的危害很大，拳头大小的铁片就能对空间站造成严重的损伤。

　　迅速增多的太空垃圾

　　对此，需要控制力矩陀螺来调节空间站的轨道，躲避那些太空垃圾。

　　垃圾越多，对控制力矩陀螺调节的需求也就越大，它的使用频率只会越来越高。

　　不可否认的是，未来会有新的技术替代控制力矩陀螺，但是人类目前连替代技术的眉目都没有，所以短期内是不可能实现的。

　　从技术发展的前景来讲，控制力矩陀螺目前还处于“初生”阶段，很多具有实用性的功能还有待开发。

　　比如，控制力矩陀螺可不可以用于航天设备的推动上？

　　期待控制力矩陀螺的发展

　　理论上来讲，如果控制力矩陀螺的技术足够完善，它推动下的航天设备可以达到第三宇宙速度。

　　很多小伙伴可能有疑惑，它产生的力真的能达到这种理想状态吗？

　　要知道在真空当中，不用考虑重力、摩擦力等因素，即使一点点的力也能被无限放大。

　　因此，控制力矩陀螺不需要产生多大的推力，就能让航天器快速飞行，相当便利。

　　如此一来，岂不是能够为人类节省下更多的燃料？同时能让飞船飞得更远？

　　目前，科学家正在朝着这个方向发展，相信很快就能取得突破性进展。

总的来看，控制力矩陀螺不仅不会被时代所淘汰，在未来还有可能成为航天领域的主流。

　　不仅是控制力矩陀螺，就连空间站的发展，也是人类未来的走向。

　　如今，国际空间站已经老化，美国决定让它在2030年坠入太平洋退役，而俄罗斯已经计划建造属于自己的空间站。

　　国际空间站

　　在独立自主的空间站方面，我国在世界上遥遥领先。