東方紅 東方紅一號(hào)還在軌運(yùn)行,失去動(dòng)力50年,它為何“永不落”
“東方紅,太陽升...”我相信你已經(jīng)跟著唱出了下一句,沒錯(cuò),這首歌的旋律已經(jīng)被刻在了我們的骨髓里。
1970年4月24日長(zhǎng)征1號(hào)火箭將我國(guó)的第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射升空,并且在外太空向全球人民傳送了這首熟悉的旋律。
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東方紅衛(wèi)星的成功發(fā)射,使我國(guó)成為了當(dāng)時(shí)全世界第五個(gè)(蘇、美、法、日)具有發(fā)射人造衛(wèi)星的能力的國(guó)家,那個(gè)時(shí)候全國(guó)人民真的是沸騰了!
時(shí)至今日,距東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射過去了50年。50年的時(shí)間對(duì)一個(gè)人來說就是大半輩子,聽起來很漫長(zhǎng),但是對(duì)于航天事業(yè)這個(gè)龐大的系列工程來說并不長(zhǎng)。
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你看,短短的50年時(shí)間,我們進(jìn)行了神舟系列載人任務(wù),使我國(guó)成為了第三個(gè)將航天員送上太空的國(guó)家。
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天宮系列實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射以及后來的神舟8號(hào)、9號(hào)、10號(hào)的配套任務(wù),使我國(guó)成為了第三個(gè)具有航天器空間交會(huì)能力的國(guó)家,為以后建設(shè)中國(guó)自己的空間站具有里程碑的意義。
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嫦娥系列探月任務(wù)的發(fā)展與成功,為我國(guó)以后的載人登月,探索行星打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基。因此接下來我國(guó)在探索宇宙方面就提出了建設(shè)空間站、天問系列太陽系行星探測(cè)計(jì)劃等等。
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所以說我們?cè)诳臻g技術(shù)方面目前確實(shí)是處在國(guó)際領(lǐng)先水平,今天的成績(jī)得益于老一輩航天人的努力,隨著時(shí)間的推移,我們似乎已經(jīng)忘記了當(dāng)年的東方紅一號(hào)。
在很多人的心里,這顆衛(wèi)星似乎已經(jīng)墜毀,徹底煙消云散了,不過真實(shí)的情況是,這顆衛(wèi)星目前還在地球的巨大橢圓軌道上運(yùn)行,這是不是有點(diǎn)出乎意料。
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以前我們經(jīng)常能聽說,衛(wèi)星達(dá)到服務(wù)年限,失去動(dòng)力,不可控或者是人為控制其墜毀大氣層,比較熟悉的就是我國(guó)在2011年發(fā)射的天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)船。
設(shè)計(jì)在軌壽命為2年,但直到2016年才完成使命,可以說其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)壽命,于2018年墜毀大氣層,2016年發(fā)射的天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)船,在2019年受控墜毀。
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還有哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空已經(jīng)30年,目前NASA已經(jīng)停止了對(duì)哈勃的維護(hù),未來據(jù)估計(jì)哈勃將在2050年墜毀大氣層。
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NASA的國(guó)際空間站已經(jīng)運(yùn)行20年,預(yù)計(jì)將在2028年退役,空間站能夠一直在軌,完全是因?yàn)镹ASA會(huì)定期的為其修正軌道。
那么失去動(dòng)力長(zhǎng)達(dá)50年的東方紅一號(hào),為何依然堅(jiān)挺“永不落”呢?
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要了解這個(gè)問題,我們首先要知道人造衛(wèi)星的軌道為什么在無動(dòng)力的情況下會(huì)發(fā)生衰減?在我們印象中航天器所處的軌道基本都是數(shù)百公里以外的太空空間。
那里幾乎是空無一物,根據(jù)動(dòng)量守恒,航天器應(yīng)該可以一直保持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),不需要?jiǎng)恿o助。
但實(shí)際上地球軌道上的航天器每時(shí)每刻都會(huì)和地球大氣發(fā)生摩擦,導(dǎo)致速度衰減,進(jìn)而導(dǎo)致軌道衰減,如果無人照管,總有一天所有的人造衛(wèi)星都會(huì)墜入地球。
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一般我們會(huì)認(rèn)為地球的大氣終止于100公里的位置,這個(gè)位置被稱為卡門線,這個(gè)位置也是航空和航天的分界線。
在100公里以上的高度,那里的大氣會(huì)變得稀薄,不能在為航空器提供升力,100以上就成為了航天的范疇。
但是不能為航天器提供升力,但不代表沒有大氣,嚴(yán)格來說,地球的大氣就沒有一個(gè)確定的終止點(diǎn),只會(huì)變得越來越稀薄。甚至高度可以達(dá)到10000公里,甚至可以逃逸到月球附近。
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人造衛(wèi)星其實(shí)大部分其中在上圖中的熱成層,國(guó)際空間站平均在400公里附近,近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)差距不大,哈勃平均在568公里,近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)一樣也差距不大。
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