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中国第一颗人造卫星东方红一号,升空40年,肉眼可见仍在飞行

发布时间:2021-05-21 13:05 来源:

1970年4月24日,我国依靠自己的科技发射了第一颗人造卫星东方红一号,成为世界上第五个独立研制并发射卫星的国家,这是我国航天史上一个重大突破。根据当时的设计,东方红一号作为我国第一颗卫星,具有一定的实验意义,它的存在是为未来的卫星技术打下基础,因此卫星设计寿命只有20天,实际运行28天,因化学电池电力耗尽停止工作。不过至今40年过去了,东方红一号仍然在轨道上飞行,并且仍然能够被肉眼发现,这是怎么回事呢?


东方红一号卫星


人造卫星并非不会掉落


东方红一号的卫星轨道为近地441千米,远地2368千米,倾斜角度68.44°的椭圆形轨道,卫星本身基本都是无动力或者只有有限动力,可以完成一些轻微的变轨飞行,太大的机动无法实现。理论上来说像土星周边那些环绕的卫星因为受到行星的引力和旋转的离心力,所以基本能够维持的在固定的轨道上运动,而卫星运行的空间并非绝对真空,它们在运行时还会受到极其稀薄的空气带来的阻力,虽然这点阻力可能人类都无法感受到,但是日积月累也能够一点一点改变人造卫星的轨道。


东方红一号卫星发射现场(图片源于军视网)


东方红一号虽然没有了电力,但是50年来依然在轨道上飞行,不过根据2018年测得的数据显示,东方红一号卫星的近地点高度已经降到434千米,远地点高度降到2030千米,倾斜角度为68.427°,显然轨道已经较原来小了一圈了,并且随着轨道越来越低,受到的空气阻力越来越多,轨道高度降低的速度会逐步加快,最终在某一天因为受力不均衡坠入大气层并剧烈摩擦烧蚀殆尽。


特殊结构设计让卫星肉眼可见


早在东方红设计之初,上级指示要满足几个条件:上得去、抓得住、看得见、听得到。上得去是指卫星能够顺利发射升空进入轨道,抓得住是指地面各地的监测中心能够对卫星实施监控观察,听得到是指地面能够收听到卫星播放的东方红无线电音乐,看得见当然就是指肉眼可见。


卫星装配(图片源于军视网)


这其中看得见比起其他几项来说也并不容易实现,因为一个直径仅仅1米左右的人造卫星,飞行在离地最近都441千米的高度,仅凭肉眼实在是难以观察。为此设计师们将卫星设计成一个72面体,而不是其他国家那种圆形体,当卫星在高空飞行时能够从多个方向反射阳光,这样从地面看上去就会因为卫星自旋反射阳光而一闪一闪的。根据估计东方红一号的亮度约等于一颗六等星的亮度,也就是天气最佳时观察天空中比较暗的星星那种亮度,不过因为一闪一闪的,加上高速运行,还是能够比较容易观察到。


卫星


当时为了让人们更加容易观察,还搞了一个特殊设计,那就是将第三级火箭发动机的锥形外裙包上一个镀铝的布外套,当升空与卫星脱离后这个镀铝的布外套通过火箭的旋转运动和自身的伸展运动鼓起来,形成一个直径4米的人造天体,镀铝的表面同样可以反射阳光。实际上当第三级火箭和卫星分离后实际上一开始二者处在几乎相同的轨道上,只是卫星在前方,废弃火箭发动机在后,而直径4米的火箭发动机其亮度相当于一颗二等星,人们只要先寻找到这颗火箭发动机,然后就能顺着轨道往前观察到卫星本体了。


目前卫星虽然偏离了一些轨道,但是通过国家对外公布的轨道数据,掌握一定的天文知识后依然能够轻松的通过小型天文望远镜观察到东方红一号,至于那颗“尾随”在它身后的发动机残骸,早就脱离了卫星的轨道,不知道飞到哪儿去了。东方红一号这颗承载着我国先辈心血的卫星,将来还会在地球的天空中继续飞行下去,也许是几十年,甚至上百年。


青春年华投身祖国航天事业,耄耋之年仍心系祖国航天未来


“东方红一号”卫星的总体设计者孙家栋,后来成为我国首任探月工程总设计师;作为当时卫星技术负责人之一的戚发轫,后来执掌了神舟飞船总设计师“帅印”;主持“东方红一号”测控系统总体设计的陈芳允,则成为“北斗”导航卫星的创始人……无数在“东方红一号”事业中历练成才的航天人,开创了中国航天一个个新的伟大事业,“两弹一星”精神也随着这些事业不断升华。


孙家栋


戚发轫


陈芳允


半个世纪过去,当年东方红一号工程带动的技术、工艺早已更迭换代,工程亲历者们也已白发苍苍,但它留下的航天精神却不断传承,成为一代代航天人心中的精神支柱。


只要航天事业依然在发展,只要航天精神依然在传承,东方红一号就不会坠落,纵使它的星光已减弱、暗淡,它所代表的那一段峥嵘岁月却始终星光灿烂、熠熠生辉,在所有中国人心中经年长明。



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