28天就電池耗完的東方紅一號，為什麼不會墜落地面？

1970年4月24日，東方紅一號升空，那時候的轟動程度絕對不亞於這次的天問一號發射，50年過去了，雖然東方紅一號依然在太空中繞著地球轉動，但實際上，它上空28天後電池耗完，並與地面失去聯繫，現在，它是在沒有任何動力的情況下運行的。

除了東方紅一號，太空中還有許多不同功能的衛星，以及一些空間站，所有這些太空飛行器都是在沒有動力的情況下飛來飛去的。

常理告訴我們，沒有動力的物體終將落向地面。那麼這些太空飛行器為什麼沒有墜毀呢？

其實，這些太空飛行器根本不需要動力，它們在自身慣性作用下，以萬有引力為向心力，不斷改變自身原有的速度方向，繞地球作周期性曲線運動。

這似乎有點難以理解，不過高中物理老師肯定已經教過你。

假設，你向前方拋出一塊石頭，在地球引力的作用下，它會掉落地面，但由於你提供了一個向前的推力，它同時還會向前飛行一段距離。

但是，當你的力氣足夠大的時，可就不一樣了，石頭就有可能不會掉落到地面！

因為地球是圓的，它的平均半徑為6371km，而曲率是它半徑的倒數（1/6371km）。

通過簡單換算就是，沿水平方向每延伸7.9km，地面就會「下降」4.9m，

換句話說，只要你高於4.9m，然後以7.9km/s的速度飛行，它就永遠不會落地，因為在地球引力作用下一秒下落4.9m（（h=gt^2/2）），而在動力作用下，它飛行了7.9公裡，地球正好彎曲了4.9米，下降被彎曲完全抵消。

這個就是第一宇宙速度。只要物體達到這個速度，它將環繞地球運動，而不是掉落地面，衛星也一樣。

但是我們知道，在地球上，除了地球引力，我們還有空氣阻力。在沒有動力的情況下，一個物體不可能永遠勻速前進。

幸運的是，隨著高度的增加，大氣將越來越稀薄，那又可以回到我們的主題，衛星需要在多高的地方才不需要動力呢？

答案是160公裡。這是近地軌道的最低高度，一般認為近地軌道的最高高度是2000公裡。

太空飛行器在160公裡以下，在大氣阻力的作用下，它將快速經歷軌道衰減，換句話說，它將迅速地墜向地面。而超過2000公裡，地球的引力將變得越來越可以忽略。

其實，並不是說，太空飛行器到了160公裡，就可以一勞永逸了。在這樣的高度，一樣會有大氣阻力。

以國際空間站為例，它的高度大概是400公裡左右，但是它每天都在墜落一點，每隔一段時間，就需要給它提供一個上升的動力，這就是由於空氣阻力的作用。

近地軌道對於航天飛行來說非常重要，除了登月任務外，現在所有載人航天飛行都是在近地軌道內完成的。而這些載人航天是我們探索宇宙的起點。