根本沒燃料的東方紅一號，運行了半個世紀，為什麼還沒掉下來？

2020-10-18 星辰大海種花家

中國真正的第一顆火星探測器「天問一號」已經於7月23日12時41分在海南文昌航天發射場發射升空，預計在7個月後進入火星軌道！回望我國航天事業的發展，我國的第一顆人造衛星「東方紅一號」還在太空翱翔，能將它回收下來，成為我國太空事業的實物裡程碑？

各國的第一顆衛星都已經隕落，為什麼「東方紅一號」還能笑熬漿糊呢？

「東方紅一號」是在1970年4月24日在酒泉衛星發射中心發射升空的，在它之前已經有蘇聯和美國以及法國和日本等均已經發射了第一顆衛星，距離第一顆衛星，蘇聯的「史普尼克一號」晚了13年，但到目前為止，所有的第一顆衛星中，只有中國和法國的衛星還在天上飛，其它衛星均已隕落星辰！

各國第一顆衛星狀況

為何「東方紅一號」那麼能熬？

這得從「東方紅一號」的設計開始說起，1965年1月，時任中華人民共和國國防部五院副院長的錢學森向原國防科委提出制定中國人造衛星研究計劃，史稱651計劃，孫家棟擔任了衛星的技術負責人。

「東方紅一號」在衛星跟蹤以及信號傳遞和衛星調控系統方面比前面多國的第一顆衛星均有大幅度的提升，另外衛星搭載的儀器設備也具有實際意義的探測電離層和大氣層密度的設備，加上電池與附加組件，總重達到了173千克，比蘇美法日衛星總計還要重！

長徵一號將「東方紅一號」送入了軌道，當時的軌道參數是近地點441千米，遠地點2368千米，傾角為68.44度的橢圓軌道！

長徵一號

這兩指標是衛星持續維持軌道的關鍵，質量大，近地點時稀薄大氣阻力對衛星阻力影響相對比較小，大橢圓軌道則讓衛星絕大部分時候都遠離仍存微弱阻力的低軌道！

東方紅一號最新數據

從上圖東方紅一號的最新數據來看，它較1970年發射時近地點下墜了大約7千米，而遠地點則下墜了340千米，因此它的軌道仍然在不斷衰減，只是這軌道衰減率很低，儘管沒有任何燃料，但東方紅一號上天已經半個世紀，近地點仍然只有7千米的衰減。

國際空間站的軌道比較接近正圓形，因此幾乎時時刻刻在地球稀薄大氣層的阻力之下，而且國際空間站是一個桁架結構、並且具有大面積太陽能電池板的大型空間設施，因此這個很多朋友認為可以忽略的空氣阻力是非常大的！

國際空間站的軌道數據

因此國際空間站不得不每隔一段時間就要調整一次軌道，怎麼調整？用燃料將空間站軌道抬升，所以國際空間站每年的燃料消耗就是成本的一個大頭，要不然過不了多久這個有史以來人類製造的最大空間飛行器就要墜入大氣層啦！

過去一年中國際空間站的軌道高度變化

表面上是稀薄大氣，但其實背後則是太陽活動的太陽風擾動了大氣層，使得近地軌道附近大氣分子密度出現變化，它無法達到大氣層內的那種摩擦級別，但長年累積就會造成目標物軌道衰減，直至墜毀！

我們能將東方紅一號回收嗎？

不管我們是否願意，東方紅一號已經在工作28天後就已經成為太空垃圾！但這塊「垃圾」對我們的意義非同一般，特別是在未來中國人踏上月球，踏上火星，足跡遍布太陽系的那一刻，回望我們在1970年發射的那個「鐵疙瘩」，那是一座裡程碑式的進步，同時也是中華民族星辰大海的元年！

既然「東方紅一號」的意義那麼重大，為何不收了它？

準確的說對於回收東方紅一號在技術上來看並不存在無法逾越的技術鴻溝，要重新捕獲它需要幾項技術：

  • 太空中的機動變軌技術

  • 發現目標的探測技術

  • 靠近後的捕獲技術

從我國的神舟飛船的變軌和對接來看是沒有問題的，但我們要了解一點，神舟一號飛船的軌道是343千米幾乎圓形軌道，要變軌到434*2028千米的大橢圓軌道，理論上是可以實現的，只要加注足夠多的燃料即可，但「東方紅一號」這個軌道會穿越範艾倫輻射帶的內帶，輻射比較大，不過如果任務順利，一次即完成捕獲，完全沒有問題！

如何發現它？東方紅一號目標直徑超過1米，正64面體反射率比較高，在太空中無論是雷達追蹤還是光學跟蹤都不是大問題，因此在地面導航下靠近目標，最終目視發現，理論上沒有問題！

最後就是捕獲技術，央視《大國重器》中披露，中國未來空間站的六自由度機械臂技術可以捕獲大型衛星，並且固定進行站外作業維修，甚至還可捕獲報廢衛星，清除太空垃圾等！因此這個捕獲技術抓取東方紅一號沒有技術障礙！

比較麻煩的是，捕獲後怎麼帶回來？神州一號飛船沒有專門的貨倉，而且未來的貨運飛船是否支持直徑超過1米的衛星轉運等等，就質量來說，174千克並不是很高，但這麼大體積的傢伙，想要從現有的飛船上帶回來，似乎很難，也許要等待未來更大的貨運飛船或者空天飛機！

執行這樣一趟任務的成本很高，就現在的技術而言，幾乎要單獨研製並且發射專用的捕獲飛船，在星辰大海的初級階段執行這樣的任務並不合適，可能將這個問題留待未來出來更好，因為東方紅一號的軌道維持比較好，如果它不是意外和別的衛星相撞的話，它的軌道再維持幾百年一點問題都沒有！

相關焦點

  • 根本沒燃料的東方紅一號，在軌運行半個世紀，為什麼還沒掉下來？
    其實東方紅一號根本就沒有燃料，而且在當初設計時根本就沒打算裝載燃料，為什麼沒有燃料的衛星還能在天上飛行那麼久，它永遠都不會掉下來嗎？
  • 東方紅一號飛了50年，燃料早就用完，為什麼還不會掉下來？
    ​50年前的今天，我國的第一顆人造衛星「東方紅一號」飛上太空，由此掀開了我國太空探索的大幕，成為我們偉大太空夢的新起點。此後，我國又發射了一系列的人造衛星，把航天員送上太空，還把探測器送到月球上。東方紅一號的設計壽命為20天，它在太空中出色地完成了預定任務，工作時長達到了28天。
  • 東方紅1號在太空中飛了50年,燃料早已經耗盡,為何還沒掉下來?
    它還有多長時間才會掉下來呢？第一、二、三宇宙速度逃離範圍在航天活動中，要想實現哪種飛行就需要達到哪種速度，東方紅1號衛星由於達到了第一宇宙速度，因此它能夠圍繞地球做圓周運動，可是此時它的燃料早已經耗盡了，怎麼它還可以維持第一宇宙速度圍繞地球做圓周運動呢？這就是問題的關鍵所在了，在地球上我們發現物體的速度不管有多快，只要時間足夠，它都會停下來，為什麼？
  • 關於「東方紅一號」的十萬個為什麼
    Q：太空是真空，東方紅一號是怎麼播放歌曲《東方紅》的？Q：半個世紀過去了，它還在運行嗎？它還在唱歌嗎？雖然實際發出的歌聲已經在那一刻停止，但《東方紅》的音樂早已寫入了我們的記憶。Q：為什麼「東方紅一號」一直沒有墜入大氣層？
  • NASA一顆衛星將墜落地球，我們的「東方紅一號」還「唱歌」嗎
    回顧一下，在1970年4月24日，我們首顆衛星「東方紅一號」由長徵一號運載火箭發射升空，測量了衛星工程參數和空間環境，還進行了軌道測控以及播放《東方紅》樂曲。雖然「東方紅一號」衛星已經結束工作壽命，但是它仍在太空中飛行。按照當前的軌道，這一顆衛星還將會在外太空中飛行很多年，才會墜入地球大氣層。
  • 東方紅1號在太空飛了50年,它會在什麼時候掉下來?答案讓人難以置信
    ，而他的實際壽命也和預期壽命差不多，在28天左右就沒有了燃料，中斷了與地球的聯繫，按理說沒有了燃料的東方紅1號衛星會很快墜入地球，但是如今已經過去了50多年，東方紅1號衛星依然在太空中圍繞地球飛行，這到底是為什麼呢？
  • 一文讀懂「東方紅一號」的秘密:意義不僅是放歌 還能飛行數百年
    時任一院一部主任，負責長徵一號運載火箭總體設計工作的謝光選院士曾回憶，按設計要求，火箭整流罩要平行分離，分離速度不小於每秒5.5米，當時採用爆炸螺栓解鎖，在火藥作動筒作用下實現2個半罩分離的方案。但設計之初，2個半罩被視作剛體，由此算出的火藥量偏小，多次試驗都達不到分離速度要求。其實整流罩是個彈性體，容易變形，會吸收很多火藥能量。
  • 天問一號傳回地月合影，從「東方紅」中國人走過半世紀的太空旅行
    到目前，天問一號已經飛行了超過120小時的時間，探測器已脫離地球引力影響範圍，進入行星際轉移軌道。目前天問一號探測器運行狀態良好，能源平衡、工作正常。天問一號是中國首次自主發射研發的火星探測器。到目前為止，全球各國共進行過46次火星探測活動，而成功的概率不到50%，其難度可想而知。
  • 東方紅一號還在軌運行，失去動力50年，它為何「永不落」？
    為了探索宇宙，我們人類發射了無數個衛星，比如旅行者號，洞察號等等，而且在我們地球周圍也已環繞了上千上萬的人造衛星，在進行著各自的工作。在這些衛星中，東方紅1號是中國第1顆人造地球衛星，1970年在甘肅酒泉衛星發射場升空，據悉最初在設計東方紅1號的時候，就只有20天的壽命。
  • 東方紅一號：轟轟烈烈落幕，卻見證一代又一代的崛起
    50年過去了，當時設計壽命只有20天的「東方紅一號」雖然早已失去功效，卻依舊運行在近地點為400多千米、遠地點為而這壽命只有20天的東方紅一號，為何能在軌飛行50年？甚至更長！由於條件限制，東方紅一號只搭載了銀鋅電池組，衛星設計的工作壽命20天，至1970年5月14日停止發射信號，與地面失去了聯繫。由於東方紅一號衛星的近地點高度較高，因此東方紅一號衛星至今仍在軌道上。因為沒有燃料卻至今還在軌道上。
  • 各國第一顆衛星都已墜毀，為什麼法國和中國第一顆衛星還在運行？
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  • 東方紅一號48年沒墜地,天宮二號為何突然降軌?不能讓他們得逞
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  • 你不知道的事，「東方紅一號」衛星發射50年 目前仍在天空運行
    2020年4月24日，是我國第一顆人造地球衛星「東方紅一號」發射50周年的日子，雖然過去了50年，但是「東方紅一號」衛星並沒有返回地面，而是仍然在太空軌道上運行。#「東方紅一號」衛星的設計壽命為20天，在1970年5月14日，也就是運行28天後，「東方紅一號」的電池耗盡，停止發射信號，與地面失去聯繫，《東方紅》樂曲也停止播放
  • 中國第一顆人造衛星，壽命只設計了20天，為啥50年了還在運行
    看到這想必大家都很驚奇，畢竟東方紅一號可是在五十年前就上天了，至今都還飛在天上。所以我國第一顆人造衛星，設計壽命只有20天，為何50年了還在運行？也就是說，當時的東方紅一號不做成一個球，會很容易脫離軌道，要麼飄向遙遠的太空，要麼掉下來。這種球形的設計延長了東方紅一號的運行時間。
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    今年是中國首顆人造衛星「東方紅一號」成功發射50周年，半個世紀已過去，它仍在太空飛行。東方紅一號，無動力飛行了半個世紀很多人可能以為衛星在天上飛行必須要有「動力」、要消耗很多燃料，那我可以負責地告訴你：根本不需要！
  • 彈指五十年,中國第一顆人造衛星「東方紅一號」發射成功!
    （音頻為「東方紅一號」衛星無線電廣播《東方紅》樂曲和遙測訊號錄音）。衛星運行軌道，距地球最近點439公裡，最遠點2384公裡，軌道平面和地球赤道平面的夾角68.5度，繞地球一周114分鐘。衛星重173公斤，用20.009兆周的頻律，播送「東方紅」樂曲。
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    很多人注意到一個頗有意思的問題：天宮一號的再入點與全球航天機構之前的預測都相去甚遠，它似乎和科學家們開了個大玩笑。為什麼預測的誤差會這麼大呢？誰都沒能預測準在宣布天宮一號重返大氣層前，載人航天工程官網就天宮一號的狀態、再入時間和地點發布過兩次公告。
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    影片還特意邀請了國家兩彈一星元勳孫家棟、王希季院士以及十餘位親歷者，以口述的方式讓觀眾感受東方紅一號最真實的歷史。　　根據紀錄片《堅守航天夢》，千龍網記者從10個鮮為人知的數字中，揭開中國首顆衛星東方紅一號發射背後艱辛的研製過程。
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    漲知識「東方紅一號」為什麼要做成球體？「東方紅一號"看似是球形，其實是一個近似球形的72面體。採用這種設計外形主要是基於以下考慮：（1）內部有較大空間。（2）在這72個面上可以粘貼太陽電池片，可以為衛星供能。