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?

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確切的說,東方紅一號從1970年發射到現在的2019年已運行了49年,不是47年。



東方紅一號我國發射的第一顆人造衛星,由錢學森率領的中國空間技術研究院在毛主席的指示下自行研製,於1970年4月24日21時成功發射升空,向全世界播放了“東方紅”歌曲,達到了政治目的。是繼蘇聯、美國、法國、日本之後發射的第五個自行研發火箭🚀衛星的國家,但由於時間倉促,設計壽命只有20天,此後便停止了信息的傳輸。


為什麼沒有電池的東方紅一號已運行了49年,至今還在軌道上運行?

這是因為由於東方紅一號的軌道與地面有較高高度:與地球赤道垂直的近地點437.7km、遠地點2057.6km,高空中的空氣阻力小;其次東方紅一號的質量較輕,只有173kg;還有在慣性力的作用下,它至今仍在軌道上運行,到現在已運行了49年。

在1957年10月4日,蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星,此後美國、法國、日本紛紛發射了自己的人造衛星。1958年,毛主席在第八次人民代表大會上指出了“蘇聯的衛星已上天,我們也要搞自己的衛星,還要搞得比他們的大。”7年後,錢學森與錢驥等人拿出了方案,12年後由趙九章等人研製成功。1970年4月24日21時35分在甘肅酒泉由長征一號搭載的東方紅一號發射升空,21時48分進入預定軌道。



由於技術有限,東方紅一號的電池銀鋅化學電池,這讓它工作壽命只有20天,之後與地面的聯繫便消失了。不過由於高空的空氣阻力小、它自身較輕盈、並有慣性力作用的三大原因使它至今仍在近地點430km、遠地點2075km的高空軌道上運行。


但由於地球的引力,東方紅一號會向地面慢慢靠近,與其它人造衛星一樣,最終隕落,在大氣層中化為灰燼,早晚落入地面。


弄潮科學


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?

東方紅一號於1970年4月24日21時35分在甘肅酒泉衛星發射場升空,設計在軌正常運行時間為20天,同年5月14失去聯繫!東方紅一號使用的是銀鋅電池,並沒有使用那會已經開始使用的太陽能電池,不過靠著這個銀鋅電池整整工作了28天哦.....

當然它並沒有在失去聯繫後隕落大氣層,因為其軌道比較高,且質量比較大,因此未來它將依然在這個軌道上游蕩數百年,甚至更久!

人造衛星隕落大氣層有幾個關鍵因素,一個其“迎風面積”比較大,比如大尺寸太陽能電池,二是其運行在比較低的軌道,比如300KM-500KM的軌道以內,其受到逸散層的大氣分子阻力,會逐漸掉落高度,如果軌道到200KM以下,那麼其重返大氣層的時間就指日可待了!

比如天宮一號的軌道約在350KM-400KM之間,如果沒有動力維持的話,每天將掉落數十米到數百米左右

而在隕落之前天宮一號的數據是近地點高度約130.9公里、遠地點高度約134.6公里(4月2日早上6點左右),而8點15分,天宮一號即隕落在南太平洋中部區域!

我們可以看到天宮和ISS一致且最明顯的特徵是有著巨大的太陽能電池,這是造成其快速隕落的一個原因,而低軌道則是另一個原因!空間站的低軌道是因為再高的話是地球的範艾倫輻射帶,這個區域不太適合載人空間站運行!

而更高的軌道則意味著更高的運輸成本,因此低軌成了空間站的專屬,這也導致載人空間站運行成本居高不下的重要原因!

而東方紅一號則是個比較規整的多面體,在太空中,儘管降阻效果比不上流線型的飛行器,但已經將阻力降到極低水平了,再則輔助其大橢圓軌道,因此其在大氣分子密度比較高的低軌運行的時間是非常有限的,這明顯讓其存軌能力極高.......所以,東方紅一號仍然將獨領風騷數百年!等待這未來中國的空天飛機將其回收而來見證我們星辰大海的第一步.......


星辰大海路上的種花家


答:目前東方紅一號衛星,僅憑慣性在繞地球飛行,如果我們不進行干涉的話,估計還會在太空中運行100多年後,再墜入大氣層燒燬。


1970年4月24日,我國成功發射了第一顆衛星——東方紅一號,也是世界上第五個能自主發射衛星的國家,東方紅一號衛星的目的就是上天,而且非常完美地完成了任務。

為了方便判斷東方紅一號衛星是否入軌成功,研究人員讓東方紅一號衛星用無線電波持續播放東方紅樂曲;而且還把衛星設計成72面體,表面進行金屬拋光,當時在地面上的人,甚至可以肉眼看到衛星(2~3等星)。

發射成功後,廣播電臺在全國轉播了衛星傳播的東方紅樂曲,衛星運行28天后,達到了電池極限,然後失去聯繫,處於不受控狀態;目前東方紅一號衛星的軌道近地點437.7公里,遠地點2057.6公里,公轉週期114分鐘。


東方紅一號的軌道屬於高軌道,空氣密度非常稀薄,目前是憑藉慣性在飛行;但是隨著時間的推遲,東方紅一號還是會受空氣阻力的累計影響,導致軌道高度越來越低,預計100多年後,就會墜入大氣層燒燬。

東方紅一號作為我國第一顆人造地球衛星,其意義非常重大,可以說開啟了我國航空航天之路,也向世界展示了我國的實力,具有里程碑意義。


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艾伯史密斯


可以這樣用白話解釋!

你撿起一塊石頭,往前扔去,會發現石頭總會落下來。不過,你力量越大,石頭飛的就越遠。可以預見的是,如果你力量足夠大,石頭就不會落到地面上,沿著地面一直飛下去(因為地球是圓形)!

這也是各種環繞地球運行的衛星的基本原理,給衛星們足夠的初速度(第一宇宙速度),也稱為逃逸速度,之後不用再施加力量,衛星就會一直環繞地球飛行!

當然,石頭的例子只是理想情況,是在沒有空氣阻力的情況下可以出現的。

而在外太空,衛星的環地軌道,基本上可以等同於真空,阻力非常小几乎可以忽略不計。所以只要給衛星足夠的速度,理論上就可以一直圍繞地球運轉!

不過,阻力再小也會對衛星產生影響。隨著時間的推移,衛星的軌道半徑會變小,不過衛星的速度也會變大,衛星仍不會掉到地球上!

而旅行者1號也是如此,如今已經飛行了40多年,上面機會沒有任何燃料推動力,只有少量燃料用作調整飛行方向的,它也成為飛離地球最遠的人造飛行器!


宇宙探索



是的,東方紅一號衛星早已沒了燃料,但還能運行了這麼久,主要是因為它不再需要燃料,靠慣性繼續高速圍繞地球運行。

大家知道,太空中空氣極為稀薄,衛星運行中受到的阻力極小,所以衛星此時並不怎麼需要動力,而且東方紅一號衛星個頭比較小,而且是72面體,這又大大減少了在太空中受到的阻力。

一個航天器會不會墜毀關鍵是看它的近地點高度,大氣層是航天器軌道降低並重返大氣層燒燬最關鍵的因素,因為大氣的阻力會使失去動力的航天器越來越慢,最終降低高度以致被地球的大氣和引力束縛,特別是低於200公里時會斷崖式下降,快速墜毀。

東方紅一號衛星於1970年4月24日發射時的橢圓軌道,近地點在439公里,遠地點2384公里,根據最新觀測,東方紅一號軌道的近地點在434公里,遠地點在2030公里,也就是說,運行了近五十年軌道幾乎沒有降低,說明這顆衛星至少還能運行上百年時間,甚至有可能永遠也不會掉下來。


震長


↑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。


航小北的日常科普


東方紅一號現在在在軌飛行狀態,而不是在軌運行狀態


東方紅一號設計壽命是20天,並不是說飛了20天后就墜毀了,而是說東方紅一號帶的電池就夠20天用的各種任務也是20天,所以說東方紅一號設計壽命過後就和地面失去了聯繫,從此孤零零的在高軌道繞地球飛行。

衛星並不是靠著燃料在近地空間繞地球公轉,而是依靠慣性繞地球飛行。東方紅一號一直在繞著地球做圓周運動,東方紅一號的速度達到了第一宇宙速度所以向心力和萬有引力相等,從而保證不依靠任何動力長期的繞地球公轉,東方紅一號現在還在高軌道運行。


所以說衛星在太空中是不需要燃料進行飛行的,但是現在的衛星都會攜帶一點動力用來進行機動變軌。低軌道衛星的壽命一般都比較短,因為低軌道的空氣雖然稀薄但是還是存在的,所以低軌道衛星會慢慢的被空氣阻力降低速度,而一旦被降速到第一宇宙速度之下那麼這個衛星就會被地球的引力魔掌給拖到地球上,這個衛星就墜毀了。

東方紅一號衛星的軌道是一個高軌道,經過幾十年的飛行東方紅一號現在的近地點是434公里,遠地點是2030公里。如此高的軌道受到的空氣阻力也是非常小的,再加上東方紅一號本身的特殊形狀幫助減小阻力。



總之東方紅一號是靠著物理定律在繞地球飛行的


宇宙探索未解之迷


目前東方紅一號衛星,僅憑慣性在繞地球飛行,如果我們不進行干涉的話,估計還會在太空中運行100多年後,再墜入大氣層燒燬。

1970年4月24日,我國成功發射了第一顆衛星——東方紅一號,也是世界上第五個能自主發射衛星的國家,東方紅一號衛星的目的就是上天,而且非常完美地完成了任務。

為了方便判斷東方紅一號衛星是否入軌成功,研究人員讓東方紅一號衛星用無線電波持續播放東方紅樂曲;而且還把衛星設計成72面體,表面進行金屬拋光,當時在地面上的人,甚至可以肉眼看到衛星(2~3等星)。

發射成功後,廣播電臺在全國轉播了衛星傳播的東方紅樂曲,衛星運行28天后,達到了電池極限,然後失去聯繫,處於不受控狀態;目前東方紅一號衛星的軌道近地點437.7公里,遠地點2057.6公里,公轉週期114分鐘。

東方紅一號的軌道屬於高軌道,空氣密度非常稀薄,目前是憑藉慣性在飛行;但是隨著時間的推遲,東方紅一號還是會受空氣阻力的累計影響,導致軌道高度越來越低,預計100多年後,就會墜入大氣層燒燬。

東方紅一號作為我國第一顆人造地球衛星,其意義非常重大,可以說開啟了我國航空航天之路,也向世界展示了我國的實力,具有里程碑意義。



遊戲人超超


先回顧一下那個激動人心的時刻吧\n

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柳小慶


大哥你是來搞笑的嗎,物理沒學過嗎,衛星一旦到達指定軌道,會根據萬有引力開普勒三大定律按一定的週期半徑自己運動的,衛星的運動此刻是不需要燃料的,會一直在軌道運動,包括一些別的東西。


所謂的太空垃圾就是指一些沒用的廢棄衛星,或是衛星殘骸等飄在太空中,這些不人工收集處理會一直在哪裡,影響以後衛星的運行,燃料是指在衛星發射時才會用到的,用以將衛星送到指定的軌道,之後衛星自己在軌道運動,什麼燃料動力都不需要,(當然若是要變軌肯定要燃料)。

但此刻衛星上的太陽能電板(這樣說通俗易懂)會收集太陽能,注意,這裡的太陽能採集後主要是供衛星裡面的一些電子設備的使用,比如說裡面電子通信設備供電,各種實驗設備的供電等,當然現在的衛星就太複雜了,但基礎原理就是這些都一樣的,衛星的壽命是指衛星能有效的受地球控制,能在地球的控制下完成預訂的任務,並不是說衛星掉下來,衛星裡面的設備失效,衛星是不會掉下來的,一直在軌道上一圈又一圈的轉。



當然,隨著衛星的老化,會出現各個部件的脫落,此時質量發生變化,軌道週期等都將有新的變化,這時衛星才有可能部分掉下來,現在的技術在衛星造成預訂任務後會設定預訂程序,要麼安全返回地球二次利用,要麼墜落在指定的海域或是無人的荒涼地區。


只有剛開始太空探索時沒有這些技術,能發上去一個東西就很不錯了,管不了那麼多,所以衛星會一直在天上,一直到衛星的材質都退化風散。


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