6.8K
2313
航天器天平動
重力梯度穩(wěn)定是航天器或自然天體在中心天體的引力場作用下具有穩(wěn)定的平衡姿態(tài)，從而能夠保持對中心天體定向的性質(zhì)。在自然界中，月球有一面總是朝著地球，就是因為月球在地球的重力梯度力矩作用下獲得了重力梯度穩(wěn)定。
如果航天器的三個主慣量矩不相等，由于作用在航天器各部分質(zhì)量上的地球或其他天體引力有差異，其合力矩一般不為零，該合力矩稱為重力梯度力矩。航天器的某些姿態(tài)下重力梯度力矩等于零，為平衡姿態(tài)。這些平衡姿態(tài)有的是穩(wěn)定的，有的是不穩(wěn)定的。工程上總是選取穩(wěn)定的平衡姿態(tài)作為航天器運行的標稱姿態(tài)。
被動穩(wěn)定的航天器當偏離其平衡姿態(tài)時（因初始姿態(tài)不同于平衡姿態(tài)或者在外力矩作用下偏離原來的平衡姿態(tài)），重力梯度力矩作為恢復力矩，將形成無阻尼振蕩，使航天器在平衡姿態(tài)周圍作往復振蕩（像單擺那樣繞最大慣量軸不停地擺動），這種周期性振蕩稱為天平動。航天器天平動周期很長，與軌道周期屬于同一數(shù)量級。
為了提高航天器的指向精度，需要對天平動進行阻尼。天平動阻尼的本質(zhì)是將航天器姿態(tài)運動的轉動動能轉化為熱能散到太空中，使其運動趨于最小能量狀態(tài)的平衡點。
