一、轨道卫星的失重状态和翻转现象

由于科技的发展，人类早已经进入了太空。于是人们从电视直播里面看见了，进入运转轨道的宇航员及其座舱里面的物品奇异的失重状态。当宇航员失重的时候，座舱和航天器一样也处于了失重状态。在轨道运转的卫星无论他们的原始重量如何，其实都象气球一样在太空轨道上漂浮着运转。正因为是一种失重状态，所以在运转过程中，常常出现非自转运动以外的意想不到的翻滚。

例如1958年美国第一颗卫星“探险者1号”，由于其四根鞭状天线的振动耗散了很多能量，在正常工作了一段时间以后，出现了意想不到的卫星翻滚现象，导致任务失败。1973年4月3日苏联发射礼炮2号空间站。空间站入轨不久，姿态控制系统发生故障，发生空间站翻滚，最后爆炸成25块碎片。1998年5月19日，位于北美西经99度赤道上空的银河－4通信卫星突然发生严重故障，星上姿控系统控制处理器失效，导致卫星翻滚，卫星停止工作①。

对于“美国‘探险者’1号卫星在飞行中出现了事先没有预计到的翻滚运动。后来的分析结果表明，问题出在卫星内活动部件的运动。只要放弃理想刚体的假设，代之以准刚体，即内部有能量耗散的近似刚体模型，就能解释所观察到的现象②。”地球作为在绕日轨道上运转的行星，它类似于没有姿态控制器的轨道卫星，它的自转轴是否出现过意想不到的突发性自然翻滚现象呢？

二、如果行星自转轴可以发生翻转，太阳系九大行星的运转状态就完全和谐了。

地球是太阳系的成员之一。太阳是恒星，处在太阳系的中心位置。向外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等九大行星。经过数百年的观察和科学测定，获得了大量科学数据。本文选取了一组有关数据组成表1。

太阳系九大行星自转赤道与公转轨道交角简表 表1

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水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星

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赤道与轨道交角度数 <28 177 23.45 23.98 3.08 26.73 97.92 28.8 >60

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（注：数据摘录自《中国大百科全书》天文学分册行星）

“天王星的自转轴几乎倒在它的轨道平面上，因此它的四季、昼夜同地球上的大不相同。在一个半球的夏季，它的极点几乎直对着太阳，而另一个半球则完全处于黑暗的冬季之中。这里所说的‘夏’季和‘冬’季，仅仅是用来区别它受到阳光照射，还是背着阳光。上述自转轴这种奇特的倾倒是太阳系起源学说中一个难以解决的问题③。”不仅仅是天王星的异常现象成为了太阳系起源学说的力学障碍，金星的自转也是一个令科学界头疼的力学问题。“关于金星的自转，过去争论很大，现在知道，它是太阳系内唯一的逆向自转的大行星。因此，金星上看到的太阳是西升东落的④。”

如果把表1的数据从小到大地排列起来，可以看到，赤道面与公转轨道面的交角变化，即行星自转轴与北天极的交角状态，从近于直立的极小交角，变化到小角度倾斜，变化到大角度倾斜，再变化到平卧，最后变化到倒转状态。这种变化与地质学中褶皱分类的轴面倾角变化何其相似！科学界可以接受水星、地球、火星、木星、土星、海王星等自转轴的3度到20多度的倾斜，甚至冥王星的大于60度的倾斜也可以接受，就是接受不了天王星的97度的倾斜和金星的由东向西的自转。天然的东西总是非常和谐的，可是摆在人们面前的数据资料，科学家们又无法正确解读。怎么办？其实把地球仪由西向东的转动起来，把地球仪提起来，将自转轴继续向右侧倾斜，达到地球自转轴的北极与北天极交角97度时就是天王星的状态，再继续倾斜下去到交角177度就是金星的状态，自然出现了由东向西逆向自转的现象。关键的关键就是：行星自转轴必须发生天然的自发性翻转！既然行星的自转轴可以直立，可以倾斜，为什么不可以平卧？为什么不可以倒置呢？大自然可是没有规定这种不可以啊！

如果象地球那样的行星，能够确认发生过自转轴的突发性快速翻转运动。推而广之思考，其余的八大行星，最近时间段里科学界对他们的观察，只是太阳系历史上的一个瞬间定格。在人们不知道的地质时代里，无论是属于类地行星的水星、金星、火星，或者是属于类木行星的土星、天王星、海王星、冥王星，它们在太空轨道上，肯定进行过数不清的翻转调适运动。很显然，有了行星自转轴可以发生突发性调适翻转的新观念，太阳系九大行星的运动就完全是十分和谐的了。科学界到目前为止都承认，天王星的平卧状态、金星的逆向自转问题，曾经长时间困扰着科学家，总是不能够用万有引力的力学机制，来圆满解释太阳系的起源。而如果接受在轨行星能够在失重状态下，发生调适性的自转轴翻转运动的观点，太阳系起源假说中原来所谓的力学难题实际上并不存在。

三、如果把行星与轨道卫星进行类比

对于轨道卫星自转轴的翻转现象，航天动力学专家们是这样说的。刚体动力学证明：“当刚体绕最大主惯量轴或最小主惯量轴自旋时，都具有陀螺定轴性。但是，实际的卫星不是刚体。卫星包含弹性部件，并装有姿态控制和轨道控制所需要的液体燃料。这会引起卫星中弹性部件振动和液体燃料在燃料箱内晃动，这些运动都要消耗卫星的转动动能，卫星的运动终将趋于最小动能状态。在角动量守衡的情况下，最小动能状态就是卫星绕最大主惯量轴旋转的状态。也就是说，当卫星绕最小主惯量轴自旋，且有内部机械能耗散时，标称自旋轴将在空间翻转⑤。”

象地球这种有气圈、水圈和液态外核的天然卫星，由于地球内核的异常运动、两极冰盖的不均匀扩大和缩小、地球自己的不均匀地膨胀和收缩，地外物体的撞击等等地内、地外的因素影响，必然有内部机械能的耗散，其动能状态会发生变化，从而导致标称自转轴的空间翻转。应该说地球自转轴发生翻转，是天然卫星在自然运动状态中的一种正常的调适变动，也是在认识自然的过程中，被科学界忽视的一个“漏洞”。当然，地球能否确实发生自转轴的突发性快速翻转？每一次翻转多少角度？翻转速度是多少？应该由航天动力学专家来详细论证。本文只是从现象出发，对地球翻转现象提出一种新的思考。而这种思考不是漫无目标的胡思乱想，是有坚实的地质学资料积累（参见《全新世底界上的灾变问题》一文），有从全新角度解析的、历史古籍记载的远古创世神话资料（参见《是神话，还是事实的真实记录？——用地球翻转的观点解读远古创世神话传说》一文 文史哲 待发表）等多种综合证据的。

四、用失重理论去理解地球翻转的新观点

在地球上生活的人们，无论哪一天，无时无刻都受到重力的作用，所以人无论在东半球，也无论在西半球，无论在北半球，也无论在南半球都是脚朝向地心，而向上站立着。正因为如此，人们在考虑许多事情的时候，总是离不开物体有重量的特定思维。可是，空间科学范畴的轨道卫星的运动，其运动的力学状态和机制，不能够仅仅用万有引力的知识去思考，还必须加上用失重状态下的航天动力学知识才能够解释清楚。许多学者不能够接受地球翻转的新发现，就是因为总是习惯用万有引力和重力去思考问题。美国学者普赖斯(Price)警告说：“我们必须学会不使用被许多教科书认为是理所当然的模式和规范去思考”。要创新，就必须有全新的思考方式和全新的思路。

航天的理论知识说：失重是“物体在引力场中自由运动时，有质量而不表现重量的一种状态，又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。失重是空间飞行环境的重要环境因素之一。利用飞机作抛物线飞行或利用自由落体原理设计的失重塔，只能提供短暂的失重。航天器在环绕地球运行或在行星际空间航行中，处于持续的失重状态。在环绕地球运行的轨道上，实际上只有航天器的质心处于零重力，其他部分由于它们的向心力与地球引力不完全相等，而获得相对于质心的微加速度，这称为微重力状态。航天器上轨道控制推进器点火、航天员的运动、电机的转动、微小的气动阻力等，都会使航天器产生微加速度。因此，航天器所处的失重状态，严格说是微重力状态。航天器旋转会破坏这种状态⑥。”

人们在电视里看到了在空间站中宇航员的自由飘浮，应该想到空间站同样处于失重状态。同样的道理再扩展一下，在空间轨道上运转的地球，也同样处于失重状态！“在失重状态下，人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来⑥。”如果航天动力学专家们在这段话的后面再加上一句：在失重条件下，地球只要受到很小的力的影响，同样可以发生飘浮状态下的翻转运动现象。那么我们可以更早一点认识到，地球自转轴会发生调适性翻转这个自然现象了。

五、结语

轨道卫星与行星都是在太空轨道上运转的物体，当它们处于失重状态时，二者之间应该可以进行相似性类比。行星是没有姿态控制器的天然卫星，它应该尤其类似于早期的轨道卫星。轨道卫星在某些情况下，会发生自转轴的非自转方向的翻转运动，那么行星作为轨道上的天然卫星，在某些情况下，似乎也应该会发生自转轴的翻转运动。行星的自转轴发生翻转运动的具体数据，有待于航天动力学专家的论证。

可以用新发现的行星自转轴发生快速调适性翻转的观点，合理解释太阳系九大行星的运转状态。这样就为建立太阳系起源的假说，扫除了最后的力学障碍。