东方红 东方红一号还在轨运行,失去动力50年,它为何“永不落”

“东方红,太阳升...”我相信你已经跟着唱出了下一句,没错,这首歌的旋律已经被刻在了我们的骨髓里。
1970年4月24日长征1号火箭将我国的第一颗人造卫星发射升空,并且在外太空向全球人民传送了这首熟悉的旋律。

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东方红卫星的成功发射,使我国成为了当时全世界第五个(苏、美、法、日)具有发射人造卫星的能力的国家,那个时候全国人民真的是沸腾了!
时至今日,距东方红一号卫星发射过去了50年。50年的时间对一个人来说就是大半辈子,听起来很漫长,但是对于航天事业这个庞大的系列工程来说并不长。

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你看,短短的50年时间,我们进行了神舟系列载人任务,使我国成为了第三个将航天员送上太空的国家。

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天宫系列实验舱的发射以及后来的神舟8号、9号、10号的配套任务,使我国成为了第三个具有航天器空间交会能力的国家,为以后建设中国自己的空间站具有里程碑的意义。

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嫦娥系列探月任务的发展与成功,为我国以后的载人登月,探索行星打下了坚实的技术基。因此接下来我国在探索宇宙方面就提出了建设空间站、天问系列太阳系行星探测计划等等。

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所以说我们在空间技术方面目前确实是处在国际领先水平,今天的成绩得益于老一辈航天人的努力,随着时间的推移,我们似乎已经忘记了当年的东方红一号。
在很多人的心里,这颗卫星似乎已经坠毁,彻底烟消云散了,不过真实的情况是,这颗卫星目前还在地球的巨大椭圆轨道上运行,这是不是有点出乎意料。

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以前我们经常能听说,卫星达到服务年限,失去动力,不可控或者是人为控制其坠毁大气层,比较熟悉的就是我国在2011年发射的天宫一号实验船。
设计在轨寿命为2年,但直到2016年才完成使命,可以说其远远超出了设计寿命,于2018年坠毁大气层,2016年发射的天宫二号实验船,在2019年受控坠毁。

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还有哈勃望远镜发射升空已经30年,目前NASA已经停止了对哈勃的维护,未来据估计哈勃将在2050年坠毁大气层。

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NASA的国际空间站已经运行20年,预计将在2028年退役,空间站能够一直在轨,完全是因为NASA会定期的为其修正轨道。
那么失去动力长达50年的东方红一号,为何依然坚挺“永不落”呢?

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要了解这个问题,我们首先要知道人造卫星的轨道为什么在无动力的情况下会发生衰减?在我们印象中航天器所处的轨道基本都是数百公里以外的太空空间。
那里几乎是空无一物,根据动量守恒,航天器应该可以一直保持自己的运动状态,不需要动力辅助。
但实际上地球轨道上的航天器每时每刻都会和地球大气发生摩擦,导致速度衰减,进而导致轨道衰减,如果无人照管,总有一天所有的人造卫星都会坠入地球。

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一般我们会认为地球的大气终止于100公里的位置,这个位置被称为卡门线,这个位置也是航空和航天的分界线。
在100公里以上的高度,那里的大气会变得稀薄,不能在为航空器提供升力,100以上就成为了航天的范畴。
但是不能为航天器提供升力,但不代表没有大气,严格来说,地球的大气就没有一个确定的终止点,只会变得越来越稀薄。甚至高度可以达到10000公里,甚至可以逃逸到月球附近。

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人造卫星其实大部分其中在上图中的热成层,国际空间站平均在400公里附近,近地点和远地点差距不大,哈勃平均在568公里,近地点和远地点一样也差距不大。

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