東方紅一號的設計壽命只有20天,但現在已經運行了47年,沒有燃料,它是怎麼運行的?

fifwig


將近半個世紀過去了,儘管作為我國第一顆人造衛星的東方紅一號早已經沒有燃料,但它仍然在軌運動,這是因為東方紅一號一直依賴慣性環繞地球運動。

出了地球的濃厚大氣層之後,就是幾乎為沒有空氣的太空。一般認為,太空從距離地球表面100公里的地方開始。距離地表越遠的太空,那裡的氣體密度越低,環境越接近於真空。對於距離地表500公里以上的太空,可認為是近乎真空的環境。

東方紅一號在太空中運動,它以一個很快的速度環繞地球運動,這能夠使其避免被地球引力拽下來。理論上,只要沒有空氣阻力,東方紅一號可以一直依靠慣性繞著地球運動。實際上,東方紅一號的近地點約440公里,遠地點約2000公里(軌道週期約1.8小時),所以東方紅一號所處區域近乎真空,它的運動幾乎不受阻力的影響。因此,作為我國航天起點的東方紅一號可以長期保持在軌道上。


火星一號


↑東方紅一號↑

東方紅一號壽命有多久?

東方紅一號作為中國發射的第一顆衛星,其設計功能和壽命如下:

  • “東方紅一號”衛星的主要任務是進行衛星技術試驗、探測電離層和大氣層密度。“東方紅一號”衛星除了裝有試驗儀器外,還可以以20.009兆赫的頻率發射《東方紅》音樂(音樂盒由502所研製),該星採用銀鋅電池為電源。
  • “東方紅一號”衛星設計工作壽命20天(實際工作壽命28天),期間把遙測參數和各種太空探測資料傳回地面,至同年5月14日停止發射信號。

也就是說,在1970年的5月14日就已經耗盡了全部電力,並喪失了全部功能。

衛星的壽命和運行時間是兩回事

衛星是具有一定功能的,要實現這些功能就需要能量,那些需要長時間工作的衛星一般都會攜帶有太陽能電池板,作為自己能量的來源。但是東方紅衛星並沒有攜帶太陽能電池板,所以很快就能量耗盡、沒有任何功能了。

但是衛星在軌道上運行,是不需要能量的。

這是由於衛星圍繞地球的的運行是靠慣性作用,並且由於圓周運動時候的離心力與受到地球的吸引力相互平衡,所以在理想情況下沒有空氣阻力作用的話,衛星會永遠繞地球運動。這也是為什麼東方紅一號可以連續四十七年還在地球軌道上運動的原因。

實際上東方紅一號最終會隕落

只是實際上東方紅一號運行的軌道附近還是會有稀薄的空氣不斷與衛星發生摩擦,所以衛星速度下降、其軌道位置也會逐漸下降,並且越下降大氣愈發稠密、衛星動能耗損越快,衛星的下降速度也越來越快,最終衛星會墜落地球、並且在與大氣的劇烈摩擦中化為灰燼。

我們能夠看到東方紅一號嗎?

實際上是可以的。

比如說,我在網站n2yo.com上就可以搜到東方紅一號的實時位置。鏈接地址如下:

https://www.n2yo.com/satellite/?s=4382

這是一個非常有意思的事情,可以看到這顆快要五十歲的衛星的實時位置。

而且有一個非常驚人的事實就是:我們可以用肉眼看到東方紅一號衛星!

比如說在東方紅一號衛星45歲生日的時候(2015年4月29日),北京天文館朱進老師微博發文“東方紅一號衛星45歲生日過境北京”,並配發了他拍攝的照片。

↑朱進老師拍到的東方紅一號衛星↑

圖中的那個最亮的點就是東方紅一號。甚至於我記得看過一個紀錄片,在東方紅一號發射成功後的那幾天,全國各地都組織人民群眾夜裡觀看東方紅一號從自己的頭頂飛過。

關於東方紅一號的漫畫

總之,讓我們記住這些英雄。


SilentTurbine



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