1970年4月24日,中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這一事件標(biāo)志著中國成為了繼蘇、美、法、日之后,世界上第五個獨(dú)立研制并且成功發(fā)射了人造衛(wèi)星的國家。
說起來,東方紅一號的設(shè)計(jì)壽命只有20天。但自1970年成功發(fā)射后,東方紅一號卻已經(jīng)在太空中運(yùn)行了50年。
(科學(xué)家與東方紅一號資料照片)
那么,在沒有燃料的情況下,東方紅一號為什么還能夠持續(xù)運(yùn)行呢?
二戰(zhàn)之后,世界陷入了蘇美爭霸的冷戰(zhàn)時代。蘇美兩國在軍事、經(jīng)濟(jì)、科技等各個領(lǐng)域展開了直接交鋒。1957年,蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界首顆人造衛(wèi)星,正式開始了對太空的探索。第二年,美國不甘落后,也將“探險(xiǎn)者一號”成功送上了太空。
在蘇美兩國的帶頭下,世界強(qiáng)國紛紛開始加緊對衛(wèi)星的研發(fā),中國政府對這件事也予以了高度的重視。1964年,中國的經(jīng)濟(jì)形勢出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。尤其是中程導(dǎo)彈的再次成功發(fā)射,更是標(biāo)志著中國基本已經(jīng)掌握了發(fā)射人造衛(wèi)星的能力。
終于在1970年,長征一號運(yùn)載火箭和東方紅一號衛(wèi)星順利升空,中國由此成為了世界上第五個獨(dú)立研發(fā)并成功發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。
(衛(wèi)星發(fā)射)
比起其他國家的衛(wèi)星來說,東方紅一號有三個非常鮮明的特點(diǎn)。
第一個特點(diǎn),是抓得住。從當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)來看,衛(wèi)星在發(fā)射后很容易受到氣象情況的影響,導(dǎo)致跟蹤測量出現(xiàn)障礙。盡管當(dāng)時的光學(xué)技術(shù)比較成熟,但光學(xué)觀測也容易受到日照條件、天氣陰晴變化和衛(wèi)星亮度等級的限制。因此在仔細(xì)考量之后,東方紅一號最終采用了無線電觀測為主,光學(xué)觀測為輔的跟蹤手段。而這一方案也是非常具有中國特色的。
第二個特點(diǎn),是看得見。“東方紅一號”的直徑約為1米,重量達(dá)173公斤,比蘇、美、法、日幾個國家第一個升空的衛(wèi)星加起來還要重。由于體格大于其他衛(wèi)星,因此“看得見”也就成為了中央對東方紅一號的一個重要要求。
在技術(shù)人員的努力下,東方紅一號的外觀被設(shè)計(jì)成了由72面組成的一個球體,形狀比較類似于如今的閃光球。這樣的一種設(shè)計(jì),就能夠使得衛(wèi)星在自旋的過程中產(chǎn)生一閃一閃的效果,以便于人們在地面上進(jìn)行觀測。
第三個特點(diǎn),是聽得到。我們知道,東方紅一號自進(jìn)入軌道后,就開始不間斷地播放《東方紅》歌曲。這首歌曲的播放方式并不是通過錄音機(jī),而是通過電子線路產(chǎn)生的復(fù)合音。只要調(diào)頻準(zhǔn)確,全世界都可以通過收音機(jī)欣賞到《東方紅》歌曲。
說起來,東方紅一號的設(shè)計(jì)壽命只有20天,但實(shí)際上卻運(yùn)行了28天。當(dāng)電池耗盡后,東方紅一號便停止了《東方紅》歌曲的播放。不過時至今天,東方紅一號衛(wèi)星依然在軌道上運(yùn)行。
(東方紅一號)
那么,為什么東方紅一號沒有掉下來呢?
從物理學(xué)的角度來說,任何兩個物體之間都存在相對引力。東方紅一號圍繞著地球做圓周運(yùn)動,這使得它存在了一個離心力。與此同時,地球也是存在引力的。東方紅一號在離心力和地球引力的作用下,達(dá)到了一個力的平衡。這就使得它能夠在沒有能量供應(yīng)的情況下,依然通過慣性保持一個圓周運(yùn)動的狀態(tài)。
并且東方紅一號的軌道呈一個橢圓形,是與地球赤道平面成68.5度角的一個近地軌道。當(dāng)東方紅一號運(yùn)行到近地點(diǎn)時,能夠因?yàn)槭芰Φ淖兓玫絼幽?,從而保持甚至提高自身的運(yùn)行速度。
這也就是為何東方紅一號能夠在發(fā)射了50年之后,仍然在軌道上運(yùn)行的一個重要原因。
當(dāng)然了,太空雖然是一種真空狀態(tài),但也并非是絕對真空。太空之中總是會有阻力存在的。既然有阻力,那么東方紅一號的運(yùn)行速度肯定會慢下來,而它的運(yùn)行軌道也會越來越低。
隨著軌道越來越接近大氣層,東方紅一號所受到的引力早晚會大于離心力。這樣一來,東方紅一號便會漸漸脫離軌道,開始慢慢墜入大氣層中。
在與大氣層的摩擦之下,東方紅一號最終會燃燒起來,最后化為一堆灰燼。
不過,從目前的情況來看,東方紅一號所受的阻力仍是非常小的。其運(yùn)行軌跡在未來幾十年中都不會發(fā)生太大改變。而另有一部分專家認(rèn)為,東方紅一號或許還能以這樣的姿態(tài)繼續(xù)運(yùn)行數(shù)百上千年。
(參考資料:史料的見證——紀(jì)念中國航天日之《中國科學(xué)院與“東方紅一號”》等)
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