
说到中国航天事业的发展,就不得不提东方红一号卫星,因为它是中国发射的第一颗人造地球卫星。
世界上第一颗人造地球卫星——人造地球卫星一号于1957年10月4日在苏联发射。中国第一颗人造卫星于1970年4月24日发射升空,由长征一号运载火箭从酒泉卫星发射中心送入太台空。“东方红一号”卫星重173公斤,几乎相当于两个成年男子的体重,大约是人造地球卫星(83.6公斤)重量的两倍。
虽然晚了十几年,但卫星的成功发射标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后,世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家,也意味着中国航天事业迈出了坚实的一步。
因为是我国第一颗卫星,卫星没有多功能,只能简单的测量卫星的工程参数和空之间的环境,通过安装在卫星上的无线电发射机向地面播放《东方红》音乐。1970年5月14日,卫星上的电池耗尽,东方红一号完成了工作。但是这个28天的工作寿命已经比设计寿命(20天)多了8天,算是超额完成任务了。东方红一号卫星的总设计师是孙家栋。
然而,东方红一号卫星虽然死了,但它的轨道寿命并没有结束。它还在Tai 空绕地球运行了50多年。
在天空中工作的卫星寿命可达15年,而近地轨道卫星寿命更短,通常只有几年。那为什么东方红一号动力没有用完,从天上掉下来?是因为当时卫星质量比较好吗?
其实卫星寿命和运行是两回事。
东方红一号卫星之所以还能留在轨道上绕地球运行,和卫星质量无关,和轨道有关。“东方红一号”卫星发射进入近地点441公里、远地点2368公里、倾角68.44度的椭圆轨道。由于卫星近地点高度较高,2009年2月,东方红一号还在轨,近地点430公里,远地点2075公里。
根据国际航海联合会空定义的大气与Tai 空的分界线,分界线距离地球海平面100公里(约62英里),称为卡门线。在卡门线以上,空气体非常稀薄,大气密度不到地平面的1%,越往上越稀薄。卡门线是卫星的最低轨道高度。
严格来说,大气没有明确的边界,而是逐渐融合。70km以上的部分称为逃逸层,在这个高度接近真空。东方红一号的近地点就在这个区间,高于国际空站。这一段属于大气层的最外层,卫星在运行过程中的阻力微乎其微。除非有外力,否则卫星的轨道会衰减得很慢。卫星在天空中运动,如果没有阻力,机械能就会守恒,所以可以永远运动。如果东方红一号的近地点轨道距离地面只有200多公里,早就坠落了。
根据科学家的计算,在未来几百年内,东方红一号仍将围绕地球运行,除非被Tai 空垃圾等撞毁,否则短时间内不会从天而降。
事实上,所有高近地点轨道的卫星即使没有动力,几个世纪也不会掉下来。
但卫星不会主动脱落也不完全是好事,因为随着时间的推移,Tai 空中报废卫星等航天器会越来越多,最终成为Tai 空垃圾。这就无形中增加了Tai 空后期活动的安全风险。因为所有这些垃圾都在以每秒几公里的高速运动,只有一小块能撞毁一颗卫星。
虽然人类没有办法从Taitai 空回收卫星进行再利用,但为了减少Taitai 空的垃圾,一些新的动力卫星可以在寿命即将结束时提前改变轨道,最终坠入大气层烧毁。
现在人类已经可以从Tai 空捕获卫星,但是成本太高。再过几十年,航天技术肯定会发展得更好,甚至可能把东方红一号带回地面,陈列在博物馆里。
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