設計壽命僅20天,東方紅一號為何飛了50年還沒掉下來?

設計壽命僅20天,東方紅一號為何飛了50年還沒掉下來?

​50年前的今天,我國的第一顆人造衛星“東方紅一號”飛上太空,由此掀開了我國太空探索的大幕,成為我們偉大太空夢的新起點。此後,我國又發射了一系列的人造衛星,把航天員送上太空,還把探測器送到月球上。

東方紅一號的設計壽命為20天,它在太空中出色地完成了預定任務,工作時長達到了28天。在完成使命之後,東方紅一號不再向地球上發射無線電信號,但它並沒有再入地球大氣層墜毀,而是環繞地球運動。50年過去了,東方紅一號仍然在太空中飛行。

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那麼,為什麼東方紅一號能在太空中飛行整整半個世紀而不墜落?它的動力來源是什麼?

事實上,東方紅一號早在50年前就已經消耗完燃料,它在太空中飛行並不需要動力來源。至於它能一直在太空中飛行的原因其實很簡單,奧秘就在於慣性。

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試想一下,沿著水平方向拋出一個小球,在地心引力的作用下,小球會掉到地上。如果扔得越用力,小球的初速度越大,小球在水平方向上飛得越遠。

考慮一種極端的情況,當小球被扔出去時獲得了足夠快的初速度,儘管地心引力會讓小球向下落,但地球是個球體,表面是彎曲的,飛得足夠快的小球可以飛越地表,不會掉到地上。

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在這種情況下,沒有動力的小球將會環繞地球做圓周運動。根據牛頓力學,可以算出該速度的大小為7.9公里/秒,這個速度被稱為第一宇宙速度。

不過,這種運動方式只有在太空中才能實現。因為地表存在稠密的空氣,而且還有建築物和山脈的阻擋。

一旦到了距離地表100公里以上的太空中,如果讓航天器加速到第一宇宙速度(實際略低於7.9公里/秒,因為太空比地表離地心更遠,所受引力更弱),在幾乎沒有阻力的太空中,航天器就能依靠慣性繞著地球不斷運動,這就是東方紅一號可以在太空中運行50年而不墜落的原因。

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經過50年的飛行,東方紅一號的軌道高度與最初沒有什麼差別。目前,東方紅一號運行在一個近地點為438公里,遠地點為2039公里的橢圓軌道中,其軌道傾角為68.4度。在這樣的軌道上,東方紅一號可以飛行極為漫長的時間,甚至有可能一直飛到地球上不再有人類。

儘管東方紅一號早已無法向外發射信號,但我們在地球上仍然能夠追蹤到這顆人造衛星。東方紅一號會把太陽光反射到地球上,並且我們能夠知道它在什麼時候飛過什麼地方的上空,所以我們還能拍攝到它。

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既然東方紅一號會在太空中長時間飛行,未來我們能否把它捕捉回來?

理論上,把東方紅一號帶回地球上是可以做到的,但這麼做的成本極高,而且缺乏科學價值。倒不如讓東方紅一號一直在太空中飛行,讓它默默見證我國航天事業的不斷髮展。


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