小玩具“导航”大火箭

塞北

2013年6月11日，神舟十号载人飞船顺利升空，它是中国载人航天工程第5次载人飞行。神舟十号在轨飞行15天，飞行期间与天宫一号进行1次自动交会对接和1次航天员手控交会对接。6月26日顺利返回地面，此次发射任务取得了圆满成功！

陀螺变身导航仪

可能很多人都知道，汽车导航用的是汽车导航仪，但是你知道火箭是用什么来导航的吗？万一火箭飞偏了方向怎么办？当当当当……此时就该我们的火箭导航仪神秘登场了，它就是——陀螺！有人会问，陀螺不是玩具吗？怎么变成火箭导航仪了？对，就是它，没错！想知道为什么吗？跟我一块来揭秘吧！

玩过陀螺的人都知道，陀螺转得越快，越不容易倒，转的时间也就越长；而停止旋转，则会“一蹶不振”地瘫倒在地上，这到底是怎么回事呢？原来啊，陀螺在旋转的时候，就好比你拽着铁杆，把脚贴在铁杆的支点上，向后倾斜着身子围铁杆转圈。当速度越慢时，陀螺稳定性越差；速度越快，稳定性越好，这就是陀螺旋转的奥秘。

在神舟十号的太空授课中，航天员王亚平曾给我们做过这样一个实验。她在太空失重环境下，取出一个红黄相间的陀螺，把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部，发现陀螺翻滚着向前飞去；紧接着，她又拿出一个一模一样的陀螺，让它旋转起来，悬浮在空中，再用手轻推，旋转的陀螺不再翻滚，而是保持着固定的轴向，向前飞去。这个实验告诉我们，无论在地球还是太空，高速旋转的陀螺都具有很好的定轴性，即陀螺的轴向不发生改变。

正是利用高速旋转陀螺的定轴性特点，我们制造出了各式各样的陀螺定向仪，它们被广泛地应用在航天领域。在天宫一号目标飞行器和神舟十号上，就安装了不少利用陀螺的定轴性原理制作的仪器，用来测量航天器的姿态。

当火箭受到外界某种因素干扰，高速旋转的陀螺定向仪利用其定轴性特点，检测出火箭偏离预定目标，发出信号去控制火箭，及时调整飞行姿态，使箭体恢复到受干扰前的状态，保持飞行中火箭姿态在该方向的稳定。因为神舟十号和天宫一号都是以时速28000千米以上高速运行的，所以，只有对接目标方向的完全精准，才能保证任务的完成。陀螺定向仪在调整目标飞行器姿态的同时，也最大限度地节约了发动机推进剂的使用，延长了天宫一号的在轨寿命。可以说，一个小小的陀螺定向仪已经关系到了一次发射的成功与失败。

我们身边的航天技术

在我们的日常生活中，根据陀螺旋转原理制造的物品随处可见，像孩子玩的竹蜻蜓，各种仪器上的回转仪、稳定器等。正是这些事物的存在，使我们的生活变得丰富多彩，航空航天技术在生活中的应用更是随处可见。

像今天专门为婴儿生产的尿不湿，其实最早是为宇航员解决内急问题发明的；微波炉的发明解决了在太空中宇航员不能用明火加热饭菜的问题；脱水蔬菜包不是方便面的亲密搭档，而是为航天员在太空中长期工作能吃上蔬菜才孕育而生的；记忆海绵最初是为了减轻宇航员在航天器中承受巨大压力而设计的；日常生活中随处可见的粘扣带是为了宇航员在太空记录实验结果发明的。如今，这些看似遥远的航天航空科技，已经与我们的生活息息相关了。

此外，航天技术的衍生物对我们的生活也有着非同寻常的影响。原来用在保护航天员免受微陨石伤害的凯夫拉纤维，我们利用其极牢固的特性，应用在轮胎和防弹背心的制造上；给航天员进行健康检测的重症监护室也由天上回归地球。舒适的气垫鞋、玻璃钢、笔记本电脑、烟雾检测器、食品干燥剂、太阳镜、条形码、心率表、数字温度计……，这些东西无一不给我们的生活提供着便利。这个科学的“大陀螺”在建筑、化学、汽车、交通、机电、体育等各个领域不断地发挥着光和热。所以，请不要再说“科学离我们很遥远”，它就切切实实的存在于我们的身边，渗透到我们生活的每个角落。