东方红一号|东方红一号的设计寿命仅20天,但至今已飞行了50年,它是靠什么飞行的?( 二 )



值得一提的是 , 东方红一号的原本设计寿命只有20天 , 但它实际上运行了28天 , 远超预期 。 所以当电池耗尽后(那时还没有太阳能) , 东方红一号便停止歌曲播放 。 但时至今日 , 东方红一号卫星仍在轨道上运行 。
东方红一号为什么飞了50年 , 还不落地?
东方红一号之所以没有在电池耗尽后坠入大气层 , 要从物理学的角度来看 。
根据万有引力定律 , 任何两个物体之间都存在相对引力 。 东方红一号升空后 , 一直沿着近地点429公里 , 远地点2036公里的大椭圆形轨道(高轨道)绕地球做着匀速运行 。 而且东方红一号的椭圆形轨道有别于现在的卫星 , 其飞行轨迹又扁又长 , 加上近地轨道与地球赤道平面成68.5度夹角 。
重量只有173千克的东方红一号受到的空气阻力可以忽略不计 , 所以它在做圆周运动产生的离心力和地球引力提供的向心力作用下 , 达到了一个力的平衡 。 使得东方红一号在没有能量的提供下 , 也能以惯性(这里还涉及到动能和势能之间的转换)绕地球匀速绕行 。 如果这种状态没有受到外力改变(或者老化现象) , 东方红一号理论上会永远运行下去 。
但需要说明的是 , 外太空并非绝对真空 。 通常而言 , 100公里卡门线是大气的边界 , 那里的空气密度大约为地面的一亿分之一 。 如果超过500公里 , 空气密度几乎为零 。 所以高度超过500公里的卫星 , 一直绕地运行到人类毁灭也不是问题 。 高度3万多公里的地球同步卫星 , 其寿命估计与地球同齐了 。 这也是像空间站等载人航天器的高度基本上要超过400公里的原因 , 不然 , 它就有掉入大气层的可能 。
简单来说 , 人造卫星在太空中飞行是不需要燃料的 , 它是靠物理定律产生的能量绕地球飞行 。 不过现在卫星都装有太阳能电池板、以及动力系统用来进行机动变轨或执行拍照、扫描任务 。
另外 , 东方红一号受到天体摄动和太阳光压等方面影响 , 甚至出现了远离地球的趋势 。 2017年的数据显示 , 东方红一号的近地点为435公里、远地点为2041公里 , 相比50年前的入轨数据 , 它的椭圆轨道更大了 。 至于东方红一号未来还会不会坠入地球 , 这个谁也说不准 。
实际上 , 卫星在与地面失去联系后 , 本质上已变成了太空垃圾 。 比如美国在1958年发射的第二颗卫星“先锋1号”(vanguard 1) , 60多年过去了 , 也还在轨道上好好飞着 。
无论怎样 , 东方红一号作为我国的第一颗人造卫星 , 是我国第一代航天人艰苦奋斗的见证和赞歌 , 意义非凡 。 此时此刻 , 东方红一号还在飞行 , 而我国的航天技术也已不可同日而语了 。