将继续在轨道运行50年?失去动力54年,东方红一号为何没坠毁

寒月孤影剑无痕 2024-12-07 06:50:55

东方红一号,这颗中国首颗人造卫星,自1970年4月24日发射升空以来,已经在太空中运行了超过半个世纪。

尽管它仅携带了28天的运行动力,并在完成任务后停止了工作,但至今它仍在天空中翱翔,专家甚至预言,东方红一号将继续在轨道运行50年。

这一现象引发了无数人的好奇,是什么让它在失去动力如此之久后,依然能够在太空中长久地运行?

东方红一号

东方红一号,这颗在中国航天史上具有里程碑意义的卫星,于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。

东方红一号的发射,使中国成为世界上第五个独立研制并发射人造卫星的国家,仅次于苏联、美国、法国和日本。

以钱学森为首任院长的中国空间技术研究院和以孙家栋为技术负责人的团队,克服了众多技术难关,完成了这一伟大壮举。

这颗重173千克、直径约1米的球形卫星,采用自旋姿态稳定方式,由长征一号运载火箭送入预定轨道。

其主要任务是进行卫星技术试验,探测电离层和大气层密度,并通过音乐装置播送《东方红》乐曲,让全世界都能听到来自中国的旋律。

当东方红的歌曲在太空响起时,就注定了它不仅是中国第一颗人造地球卫星,更是中华民族自强不息精神的象征。

它不仅在质量上超过了前四个国家首颗卫星的总和,而且在跟踪手段、信号传输形式和星上温控系统等领域,均达到了当时的国际先进水平。

东方红一号上的科学仪器实际工作时间超过了设计寿命,取得了大量宝贵的遥测参数,为后续卫星的研制提供了重要依据。

东方红一号的成功,是中国航天人自力更生、艰苦奋斗的结果,是中国人不畏艰险、自力更生精神的重要体现。

东方红一号的研制之路

从1958年提出设想,到1970年成功发射,东方红一号的研制历时12年。

过程中遭遇了经济困难、“文革”等重重挑战,但科研团队在党中央的统一指挥下,克服重重困难,最终实现了这一目标。

1957年,苏联成功发射了人类第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”,随后美国也于1958年发射了“探险者一号”。

面对世界航天技术的迅猛发展,中国科学家们毅然决定迎头赶上。

1958年,钱学森、赵九章等科学家牵头成立了581组,专门从事人造卫星的研究工作。

在这样的背景下,东方红一号的研制工作全面展开,研制团队以坚定的信念和不懈的努力,逐步攻克了一个个技术难题。

为了确保卫星能够“上得去、抓得住、听得到、看得见”,研制人员付出了巨大的心血。

在实现“听得到”这一目标时,设计人员以高稳定度的6个音源振荡器代替“音键”,用程控线路产生的节拍来控制发音,经过上百次试验,终于确保“东方红一号”奏出了《东方红》乐曲。

而在确保天线顺利展开方面,研制团队在没有计算机进行仿真模拟的情况下,完全依靠地面试验,多次失败后重新设计和改进,最终达到了设计要求。

为了实现“抓得住”的目标,国内迅速建立起一座座卫星测控站,形成了我国最初的卫星测控网,同时长征一号火箭的研制也为卫星的成功发射提供了有力保障。

千年不落的东方红

时至今日,哪怕过了50多年,我们依旧能够在太空之中看到东方红一号的身影。

而它的存在,也不免让人好奇,既然东方红一号只携带了28天的运行动力,那么又为何还能够在太空之中运行50多年而不会坠毁。

面对这样的结果,有专家经过调查表示,东方红一号哪怕过了一千年都不会坠毁。

据调查发现,东方红一号虽然已经失去了动力,但是其依然能稳定运行的原因,主要归功于其精妙的设计和轨道选择。

东方红一号的轨道高度和倾角经过精心设计,其近地点高度为441千米,远地点高度为2368千米,轨道倾角为68.44度。

这样的轨道高度接近大气层的边缘,空气阻力极小,因此卫星受到的阻力不足以使其迅速坠落。

轨道倾角的设计则有助于利用地球自转的加速度,减少太阳辐射压力和地球引力异常的影响,从而保证卫星的长期稳定运行。

就连东方红一号那奇特的圆形设计,也为其在太空中的长寿也提供了重要的保障。

它的球形结构和合理的质量分布,使得卫星在太空中受到的各种力能够均匀地分布和平衡。

这种设计减少了卫星在运行过程中因受力不均而产生的姿态变化,进而降低了不必要的能量损耗和轨道扰动。

而且卫星表面材料的选择和处理也考虑到了太空环境的因素,能够有效抵御太空辐射、微小流星体撞击等威胁,保证卫星结构的完整性。

这种设计不仅最大化内部空间以容纳更多研究设备,还减少了受力面积,进一步降低大气阻力,并有助于卫星自转稳定,使其姿态不易受到干扰。

尽管大气阻力微小,但长期积累仍会对东方红一号的轨道产生影响,根据观测数据,其轨道高度在过去几十年中略有变化,但变化幅度非常小。

此外太空环境中的高能辐射和小碎片也会对卫星造成威胁,但东方红一号的设计足够结实,能够抵挡一部分太空辐射和微小碎片的撞击。

正是这样独特的设计,以及多位科研研究人员的努力,所以现在的专家预测,按照目前的轨道衰减速度和宇宙环境影响,东方红一号至少还能在宇宙中运行千年以上。

结语

虽然东方红一号的“千年之旅”并非毫无风险,太空碎片的撞击和太阳活动的变化都可能对其轨道产生影响。

但专家的这项预测,无疑是肯定了东方红一号的存在,不仅将会继续作为一个标杆的激励着我们,也将会继续观看着中国航空事业的发展。

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信源:

《“东方红一号”发射成功50周年丨世界“看得见”中国星 宇宙“听得见“东方红”》——央视新闻客户端

《发射成功50周年!我国第一颗人造卫星东方红一号为何至今仍在天上飞》——东方网

《东方红一号鲜为人知的故事:将继续在轨运行50年》——人民日报海外版

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