Great question—let’s break this down clearly, since there’s a common confusion between classic precession and a related but distinct free rotation phenomenon.

1. 首先：经典进动必须依赖外力矩 #

我们通常说的进动（比如重力作用下旋转陀螺的缓慢圆周摆动）完全依赖外力矩。当力矩作用在旋转物体上时，会改变物体角动量矢量的方向，导致自旋轴画出圆形轨迹（进动）。

如果完全没有外力或外力矩（比如远离所有引力源的深空环境），角动量会严格守恒——它的方向和大小永远不会改变。这意味着由力矩驱动的经典进动在这种环境下是不可能发生的。

2. 但无矩环境下存在类似“进动”的运动：欧拉自由转动 #

虽然经典进动不存在，但非轴对称刚体可以表现出一种看起来像进动的运动，不过这是角动量守恒的自然结果，而非外力作用。

实现方式 #

你只需要满足这些条件：

• 一个非全轴对称的刚体（也就是它的三个主转动惯量都不相等：(I_1 \neq I_2 \neq I_3)）。比如非正方体的长方体，或者形状不规则的小行星。
• 给它一个不与任何主轴对齐的初始自旋（主轴是物体质量均匀分布的轴线）。
• 在完全无矩的环境中释放它（深空环境完美满足）。

运动形态 #

• 物体的总角动量矢量(L)在空间中保持固定（因为没有力矩作用）。
• 物体的自旋轴（任意时刻的旋转轴线）会绕着固定的(L)矢量做周期性摆动（章动），同时物体自身还会绕自旋轴自转。从外部视角看，这看起来像是自旋轴在围绕(L)“进动”，但这是一种周期性的自主运动——不需要任何外部输入。

现实实例 #

• 先锋1号卫星：美国第一颗人造卫星，1958年发射，是一个非轴对称的圆柱体。工程师原本预期它会绕长轴稳定自旋，但它却开始剧烈摆动。后来这被解释为欧拉自由转动——没有外力矩作用，只是非轴对称刚体在初始轴外自旋下的自然运动。
• 不规则小行星：许多近地小行星形状不规则（非轴对称），都表现出这种自由转动。比如小行星433厄洛斯的翻滚运动就是典型的欧拉自由转动——它的自旋轴绕着固定的角动量矢量摆动，完全没有外力驱动。

核心总结 #

简单来说：

• 由力矩驱动的经典进动，没有外力/力矩就不可能发生。
• 非轴对称刚体在无矩环境下，可以表现出类似进动的摆动（欧拉自由转动），这完全由角动量守恒和物体不均匀的质量分布驱动。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者GSofer