1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。这一事件标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后,世界上第五个自主研制并成功发射人造卫星的国家。
说到这里,东方红一号的设计寿命只有20天。然而,自1970年成功发射以来,东方红一号已经在台空运行了50年。
(科学家照片和东方红一号资料)
那么,东方红一号为什么可以不用燃油继续跑呢?
二战后,世界陷入了美苏争霸的冷战时代。美国和苏联在军事、经济、科技等各个领域进行了直接对抗。1957年,苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星,正式开始了对Tai 空的探索。第二年,不甘落后的美国也成功将探索者一号送到了泰空。
在苏联和美国的领导下,世界大国开始加紧卫星的研发,中国政府也非常重视这件事。1964年,中国经济形势好转。特别是中程导弹的成功发射,再次表明中国基本掌握了发射卫星的能力。
终于在1970年,长征一号运载火箭和东方红一号卫星成功发射空,中国成为世界上第五个自主研制并成功发射人造卫星的国家。
(卫星发射)
与其他国家的卫星相比,东方红一号有三个显著的特点。
第一个特点是可以把握。从当时的科学技术来看,卫星发射后容易受到气象条件的影响,导致跟踪测量出现障碍。虽然当时的光学技术相对成熟,但光学观测也容易受到日照条件、天气变化和卫星亮度等级的限制。因此,经过慎重考虑,东方红一号最终采用了无线电观测为主,光学观测为辅的跟踪方式。而且这个节目也很中国化。
第二个特点是可见性。东方红一号直径约1米,重量173公斤,比苏联、美国、法国、日本等几个国家的第一颗卫星还要重。因为体格比其他卫星大,“看”成了东方红一号的重要信息资源。
在技术人员的努力下,东方红一号的外观设计成了一个由72个面组成的球体,形状类似于今天的闪光球。有了这样的设计,卫星在旋转的过程中可以闪烁,方便人们在地面观察。
第三个特点是你能听到。我们知道,东方红一号入轨以来一直在连续播放《东方红》这首歌。这首歌的播放方式不是通过录音机,而是通过电子电路产生的复杂音调。只要调频准确,全世界都可以通过收音机欣赏到歌曲《东方红》。
说白了,东方红一号的设计寿命只有20天,其实已经跑了28天了。当电池耗尽后,东方红一号停止播放歌曲《东方红》的信息资源。但是今天,东方红一号卫星还在轨道上。
(东方红一号)
那么,东方红一号为什么没有掉下来呢?
从物理学的角度来看,任何两个物体之间都存在相对引力。东方红一号绕地球做圆周运动,使它有离心力。同时,地球也有吸引信息资源的力量。东方红一号在离心力和重力的作用下达到了力的平衡。这使得在没有能量供应的情况下,通过惯性保持圆周运动成为可能。
而东方红一号有一个椭圆轨道,是一个与地球赤道面成68.5度角的近地轨道。东方红一号运行到近地点时,由于力的变化可以获得动能,从而保持甚至提高运行速度。
这是东方红一号发射50年依然在轨的重要原因。
当然,Tai 空是真空状态,但也不是绝对真空。空总会有阻力。既然有阻力,东方红一号的运行速度肯定会变慢,轨道会越来越低。
随着轨道越来越靠近大气层,东方红一号的重力迟早会大于离心力。因此,东方红一号将逐渐脱离轨道,开始慢慢落入大气层。
在与大气的摩擦下,东方红一号最终会燃烧起来,最后变成一堆灰烬。
但是从目前的情况来看,东方红一号的阻力还是很小的。未来几十年,它的轨迹不会有太大变化。还有一些专家认为,东方红一号用这种态度或许可以继续运行几十万年。
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