自從4月29日天和核心艙成功發射，中國自己的空間站就持續受到大家的關注，而10月16日神舟十三號飛船的成功發射更是把大家對空間站的熱情推向高潮。

作為空間站的核心，天和號核心艙自然是一大關注焦點，這個核心艙全長16.6米，最大直徑4.2米，據傳聞，其造價高達400億元，結合它22.5噸的重量來計算，如果傳聞屬實，那麼天和號真的要比同等重量的黃金還貴上幾倍。

但就是這樣一個金貴的寶貝，卻頂著六個大鐵球上了天，這些大鐵球每一個都有100多公斤，六個加起來有一噸多的重量。在央視新聞介紹天和號核心艙的影片中，我們可以看到它們的身影，就是在大柱段和小柱段之間的那六個球形的罩子。

正常情況下，為了能讓火箭帶著更多的有效載荷上天，也為了節約昂貴的發射成本，科學家在設計航天器的時候都會絞盡腦汁地去減輕每一克不必要的重量。既然如此，那麼為什麼還會帶著六個大鐵疙瘩上天呢？它們有什麼用呢？

“鐵疙瘩”到底是個什麼東西？

其實，這些圓圓的“鐵疙瘩”是我們空間站的一個非常重要的部件，學名叫做“控制力矩陀螺”，在“控制力矩陀螺”裡面有鋼製的飛輪，這些飛輪平時可以以7000轉/分鐘的速度高速旋轉，保證控制力矩陀螺正常執行，來穩定空間站的飛行姿態。

那麼，為什麼這些“控制力矩陀螺”一旋轉起來，空間站的飛行姿態就穩定了呢？

控制力矩陀螺的原理是什麼？

現在有一種比較流行的解壓小玩具叫指尖陀螺，玩過這種玩具的人都知道，在指尖陀螺旋轉起來之後，它就會在人的指尖保持平衡，這時候如果左右晃動它，就會感到非常明顯的阻力。

這是因為指尖陀螺在旋轉起來的時候會有一個角動量，這個角動量可以讓旋轉軸保持一個固定的狀態。如果你想改變旋轉軸的方向，必須施加外力，而此時它的角動量也會向你施加反作用力，因此你會感到阻力。

這種角動量產生的反作用力和物體的質量以及旋轉速度成正比，飛輪的質量越重，旋轉速度越大，產生的反作用力就越大，也就越容易保持平衡。

空間站都用它來幹什麼？

空間站在飛行的過程中，必須和地面保持一個相對穩定的姿態，但是因為身處太空，受引力的作用小，很多因素會破壞空間站姿態的穩定，連空間站內航天員活動時，施加在牆壁上的力都會對空間站的姿態穩定造成影響。

這個時候就需要有一股力量來控制住空間站，六個控制力矩陀螺裡高速旋轉的飛輪就在這時派上了用場，每分鐘轉速達7000轉，總重量一噸多的飛輪產生強大的反作用力，牢牢地穩定住了空間站的姿態。

空間站除了平時穩定地繞著地球飛行以外，還要執行和飛船交會對接等任務，這個時候就要調整空間站的飛行狀態和飛行角度。常規的做法是，啟動空間站不同位置上安裝的反推力發動機，透過這些發動機噴出的氣流，對空間站施加推力，改變現在的飛行角度。

這種做法雖然省事，但是會消耗大量的發動機燃料，而這些燃料都是要透過發射貨運飛船進行補給，價格相當高昂。而且，空間站以後還會經常和各種航天器進行對接，如果每一次都用發動機改變飛行狀態，那麼這個費用必然會高到無法忍受。

這個時候，"控制力矩陀螺"就要大顯神威了，空間站上六個"控制力矩陀螺"是繞著空間站一圈均勻分佈的。所以我們透過開啟或者關閉其中部分"控制力矩陀螺"就能改變空間站的受力情況，空間站的執行角度也就會隨之改變。

看到這裡有的朋友可能會想到，反推力發動機會消耗燃料，難道"控制力矩陀螺"就不消耗能源嗎？

“控制力矩陀螺”當然消耗能源，但是它使用的是電能，空間站的電能都是來自太陽能電池板，這個能源在太空環境下取之不盡，是不需要額外付出成本的。

所以，有了"控制力矩陀螺"的空間站不僅可以更輕鬆地穩定飛行狀態，還相當於又多了幾個不用燃料的發動機，對於一個常年在太空執行任務的超大型飛行器，這個自然相當重要。否則，對每一克重量都精打細算的科學家怎麼會讓一噸多的“鐵疙瘩”上太空呢。