中国发射的第一颗卫星“东方红”现在在哪里?如果在太空中,以现在中国的科技实力可以收回吗?
升空50年的东方红一号现在还在运行,能量早已耗尽,为何没有坠毁
1960年2月19日,中国第一枚自制的液体燃料探空火箭T-7M在上海发射升空,但火箭只飞行了8公里,当时,毛主席是这样说的:“了不起,八公里也了不起,我们就要这样,八公里、二十公里、二百公里地搞上去。”
十年后,1970年4月24日,长征一号运载火箭搭载东方红一号卫星升空,到达近地椭圆轨道,由此开创了中国航天史的新纪元,使中国成为继苏、美、法、日后世界上第五个独立研制并发射人造卫星的国家。东方红一号卫星除了装有试验仪器外,同时还以20.009兆赫的频率发射《东方红》音乐,地面接收站解码信号后,中央人民广播电台向全世界播送了来自中国的乐曲,也让宇宙第一次听到了“中国的声音”。
东方红一号是一颗直径一米的72面球体,重量达173千克,主要任务就是进行卫星技术试验、探测电离层和大气层密度,设计的工作寿命是20天,实际上,东方红一号在太空中正常工作了28天的时间,这期间,它一直在以电波形式播放东方红乐曲,还把遥测参数和各种太空探测资料传回了地面,为我国后续的卫星设计和研制工作提供了重要依据,到1970年5月14日,东方红一号停止了信号发射。
但是,到今天,东方红一号仍然在太空中围绕地球飞行,专家估计,不出意外的话,东方红一号至少还能运行上百年的时间。这是什么原理?既然东方红已经停止工作,为何没有坠毁呢?要知道,2016年发射升空的天宫二号空间实验室,都在2019年的7月受控坠入了大气层,在与大气层的摩擦中,天空二号大部分的结构被烧毁,只剩下少量残骸坠入到南太平洋的预定海域,从技术上来看,天宫二号的优势远超东方红一号卫星,将东方红一号比喻成天宫二号面前的小玩具也不过分,但是,究竟是什么原因让已经没有动力的东方红一号依旧在太空中飞行呢?
还是拿天宫二号这个例子来看,我国之所以会让天宫二号坠入大气层中,主要的原因是当时的天宫二号发射后变轨进入到了高度约380千米的运行轨道,后来降到了200多千米,一般来说,地球的大气密度是随着高度的降低呈指数递增的,也就是说飞得越低,大气对卫星的影响就越大,对航天器来说,如果轨道高度低于300千米,就只有坠入大气层这一个结局。天空二号就因为这样的轨道高度,受到大气的阻力,机械能不断损失,在地球的引力作用下,天宫二号的轨道高度还会不断降低,最终坠落到地球上,与其让天宫二号随机坠落,不如让它坠落到无人区。
回到东方红一号,东方红一号发射升空时,近地点的高度是439千米,远地点的高度是2384千米,绕地球一圈需要114分钟,最低高度已经超过了400千米,所受到的大气影响几近全无,到现在,截至到2017年的数据,东方红一号的近地点高度变成了429千米,远地点高度变成了2036公里,按照这样的下降速度,你觉得它还能运作多久?按照东方红目前的运行状态,它可能会在地球的引力下和地球越靠越近,最后像天宫二号一样坠入大气层中销毁,也有可能因为速度太快而渐渐远离地球,进入到宇宙空间。不过围绕地球运行的航天器大多数都是坠入地球大气层中销毁,这也可能是东方红一号的最终结局。
东方红一号之所以能运行这么久,除了轨道高度的因素,也跟它所采用的电池有关。很多卫星是依靠太阳能电池板供电的,但东方红一号采用的是银锌电池,虽然银锌电池的电能储量有限,但它的面积小,不会像太阳能电池板一样,让卫星受到很大的迎风力。太阳能板加低轨道,是导致卫星坠毁的两个主要原因。而“东方红一号”躲过了这两个地方,不但发射的轨道高,而且还采用了银锌电池。
在外形上,东方红一号被设计成一个由72面体组成的球体,也在最大程度上减小了大气带来的阻力。它采用的是自旋姿态稳定方式,所以当东方红一号转动时,就会产生一闪一闪的效果,这样一来,即便在地球上,也能看到这颗卫星。
东方红一号卫星之后,二号、三号相继升空,到2020年的1月份,东方红五号卫星公用平台也成功发射,相比起半世纪以前的卫星,东方红系列的卫星轨道高度从几百公里上升到几万公里,重量也从原来的几百千克上升到几吨,我们的进步显而易见。现在,不光是卫星,我们的天宫空间站、探月工程、火星探测等等,都在探索宇宙。如今取得的这些成就,也是因为东方红一号卫星为我们埋下了希望的种子。
至于回收东方红一号,以现在的技术当然是没问题的,不过它承载着中国航天最初的使命,让它在太空中继续飞行,不是更有意义么?