人造卫星在太空为什么不会随意翻滚

人造地球卫星指环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器，简称人造卫星。人造卫星一般由专用系统和保障系统组成，按用途可分为科学卫星、技术试验卫星、应用卫星三大类，是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。

人造卫星在太空中飞行，会受到残余空气动力、微流星撞击力、地球扁圆度引起的不均匀引力、太阳辐射压力，以及卫星内部的运动机构(如弹簧、发动机)等干扰力的影响，导致卫星的姿态甚至轨道发生变化。另外，每种卫星都有自己特定的任务，在飞行时对它的飞行姿态都有一定的要求。比如，通信卫星上的抛物面天线和对地观测卫星上的相机要始终对准地面，太阳观测卫星上的望远镜要一直对准太阳。为此，卫星上装有姿态控制和轨道控制分系统。

人造卫星

所谓卫星的姿态控制就是控制卫星的飞行姿态，保持姿态轴的稳定，并根据需要改变姿态轴的方向。由于各种干扰，卫星在空间的姿态角和姿态角速度往往会偏离设计值，这时就要进行控制和调整。

卫星的姿态控制分系统有被动和主动两种。其中，被动控制系统的控制力不需要消耗卫星上的能源，而是用卫星的动力特性或空间环境力矩来提供，主要有自旋稳定等方式。主动控制系统是根据姿态误差(测量值与标称值之差)形成控制指令，产生控制力矩，实现姿态控制。它主要采取飞轮控制和喷气控制等方式，可对卫星进行三轴稳定控制，这种方式被目前多数卫星采用。

自旋稳定方式是通过卫星绕一个轴自旋来保持稳定。简单地说，其原理与旋转的陀螺类似：高速旋转可以保持物体的转轴方向不变。早期的卫星大多采用这种简单的控制方式。在卫星表面沿切线方向对称地装上小火箭发动机，需要时就点燃小发动机，产生力矩，使卫星旋转起来，也可由末级运载火箭起旋。高速旋转的卫星，其自转轴在空间的指向就会保持不变。

三轴稳定方式是对卫星相互垂直的三个轴都进行控制，不允许任何一个轴产生超出规定值的转动和摆动。实现卫星三轴姿态控制的系统一般包括姿态敏感器、姿态控制器和姿态执行机构三部分。姿态敏感器有惯性敏感器、地球敏感器、太阳敏感器、星敏感器等，用于察觉和测量卫星的姿态变化，即卫星沿各个轴的转动角度、转动角速度有多大，是否超出规定的范围。

姿态控制器用于把姿态敏感器送来的卫星姿态角变化值的信号，经过一系列比较、处理，产生控制信号输送到姿态执行机构。姿态执行机构则根据姿态控制器送来的控制信号产生力矩，使卫星姿态恢复到正确的位置，常用的执行机构有反作用飞轮和推力器。当卫星的姿态处于所要求的姿态时，飞轮保持匀速旋转;如果卫星偏离了某一位置，飞轮加速或减速，产生一个相反方向的力矩，使卫星回复到所要求的姿态位置。卫星三个轴向各设置一个这样的飞轮，就能控制卫星三个轴方向的姿态。也可以在卫星三个轴的方向安置若干个小的推力器，一旦卫星偏离所要求的姿态，相应方向的推力器就会喷出气体，产生推力，使卫星回到所要求的姿态位置。