东方红一号发射至今51年了,为什么它还没有坠入大气层?

胖虎知识 2022-05-31 19:18:53

2011年发射的天宫一号,在7年后就坠入地球大气层,为什么失去动力的东方红一号,在51年后还依旧“坚挺”呢?

能跟东方红一号形成强烈对比的不止天宫一号,比如2016年发射,2019年坠毁的天宫二号;计划在2050年坠毁大气层的哈勃望远镜;计划在2028年退役的NASA国际空间站等等。

东方红一号作为我国第一颗发射的人造卫星,其原本设计的寿命只有20天,虽然最后实际工作了28天,但跟51年比起来,还是相差甚远,更令人吃惊的是,东方红一号至今没有丝毫坠入大气层的可能性,据科学家估测,它还能继续漂泊数百年!

东方红一号的“前世今生”

1957年10月4日,苏联成功发射了全球第一颗人造卫星,我国科学家为之欢呼的同时,心里同样渴望我国也能早日成功发射一颗人造卫星,于是大量科学家开始向上级纷纷提议。

1958年5月17日,发射人造卫星这件事被正式在第八次全国代表大会第二次会议提出。

随后,钱学森、赵九章、卫一清等专家开始筹划,为了保密,此任务的代号被命名为“581”。

经过商讨,我国发射人造卫星可以按三步走,分别是发射探空火箭、发射小卫星以及发射大卫星。

1964年,我国第一枚弹道导弹的成功发射,以及第一枚原子弹的成功引爆,为人造卫星奠定了扎实的基础。

1965年,我国有关部门开始全力研发人造卫星,并且提出四点要求,分别是上得去,抓得住,听得到,看得见。

上得去:保证人造卫星能上天。

抓得住:地面对卫星具备测控能力。

听得见:卫星可以播放乐曲,并且能被地面接收。

看得见:卫星在轨道上飞行时,地球表面上的人可以用肉眼观测到。

1967年初,我国确定由第一颗人造卫星播放的歌曲是《东方红》。

1967年末,有关部门正式确定了第一颗人造地球卫星的方案,并且计划这颗卫星质量不低于150千克,由“长征一号”运载火箭负责升空,最后将其正式命名为“东方红一号”。

由于我国当时科学技术落后,很多环节都出现了很多困难,比如阳极化电抛光试验,由于没有厂房,科研人员只能造了3个大铝槽,在雪地里挖个坑,接着用木柴在下面烧,经过上百次的试验跟一次次改进,这才让蒙皮的辐射率、吸收率都达到了技术标准。

在设计时,由于需要遵循“看得见”原则,科研人员将卫星的外形设计成72个面体,这样能保障在卫星运行时,能较大程度反射光芒,使地面上的人存在能用肉眼观测的可能性。

但随后试验数据很不乐观,因为卫星太小,导致其反射的亮度很低,只能达到6等星的级别,要是阴天就几乎看不见了。

如果增加卫星的直径,那么卫星的重量也会随之增加,从而连带着要提高运载火箭的标准,此法不可取,最后科研人员决定给东方红一号做个“围裙”。

发射时“围裙”闭合,到了太空以后,第三级火箭的离心力能让“围裙”鼓起来,这样就能得到一个较为庞大的“观测裙”,而且外层都被镀上了铝,反射太阳光的面积也会增大很多,这样就更容易被地面的人观测到。

至于如何播放东方红歌曲也是一大难题,在尝试了数次之后,最后决定用一台发射机交替发送电子音乐,音乐数据传播到地面接收站后,再通过广播的形式扩散出去。

1970年3月21日,东方红一号卫星完成总装。

1970年4月24日,我国第一颗人造卫星在甘肃酒泉卫星发射场成功发射。

扶摇直上的轰鸣声,宣告着我国航天时代进入了新的黎明!

为什么东方红一号至今没有坠落大气层?

在说东方红一号之前,先来讲讲天宫一号。

2011年发射的天宫一号,仅在7年后就坠落了下来,这是为何?

天宫一号的运行轨道近地点的高度为272千米,虽然这个高度早就进入了“航天”的范畴,但仍然不能忽视大气阻力。

由于阻力影响,卫星的势能也会随之减少,假如天宫一号近地点的高度减少到200千米以内,它就会加速坠落,到时候很容易发生意外事故,所以有关部门才会对完成任务的天宫一号进行受控引坠。

也许很多朋友有点懵,不着急,咱们再来看“热成层”的概念。

通常而言,航空跟航天的分界线为距离地面100公里,这个分界线也被称为卡门线。

高度超过100公里,大气就会变得越来越稀薄,在100~400公里之内,虽然大气很稀薄,但仍然存在不少大气阻力,只有当高度超过400公里时,才会进入几乎真空的太空环境。

天宫一号之所以会坠落,是因为它的预定轨道高度就在330公里~390公里之间,就算没有人工引坠,它也会在10年内自行坠落。

再来看东方红一号,它的运行轨道的近地点高度为441公里,远地点高度为2384公里,轨道平面与地球赤道平面夹角68.5度,绕地球一圈114分钟,不管是近还是远,它的运行高度至今都保持在400公里以上。

此外,东方红的轨道异常椭圆,它本身直径只有1米,而且呈圆形,没有配备太阳能电池板的东方红一号,其阻力面也就小了很多。

这就导致东方红一号在400公里以上热成层内运动时,它所受到的阻力微乎其微,即便在成功28天后停止工作,其本身也能在天上继续运动。

但热成层也不是完全没有空气阻力,东方红一号运行51年以来,它的近地点高度已经从441公里,降低到了439公里,据科学家估测,可能在几百年之后,东方红一号也会从近地点进入地球大气层,接着就是坠落。

虽然我国是继苏联、美国、法国、日本后第5个成功发射人造卫星的国家,但东方红一号的质量却比其他4国卫星质量的总和还要超出29.8千克,并且在跟踪手段、信号传输形式和星上温控系统等技术领域,也都远超其他4国发射第一颗人造卫星的水平。

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评论列表
  • 2022-05-31 22:03

    什么时候坠落要看发射高度,东方红一号这样的属于通信卫星,高度都是同步轨道的,要等它自然坠落你孙子死了也等不到,几年就掉下来的都是近地轨道卫星,这类都是间谍卫星居多,比如扫描地面的,离得越近扫描越精准,当然坠落就很快,同步轨道三万六千公里,近地轨道才200到四百公里左右,还有不到二百公里的

  • 2022-06-10 17:29

    质量用千克的单位吗

胖虎知识

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