今天是中国航天日,纪念中国发射第一颗卫星52周年。可能很少有人知道,52年后的今天,东方红依然围绕地球高速飞行。这是为什么呢?请往下看。
1970年4月24日21时35分,“东方红一号”卫星由长征一号运载火箭从酒泉卫星发射场发射升空,10分钟后,卫星顺利进入轨道。《东方红》的乐曲通过电波从太空传到了世界各地,中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。
52年过去了,我们的东方红一号仍然在太空飞行,运行在近地点441公里,远地点2286公里的大椭圆轨道上,卫星重173公斤,轨道周期114分钟。而在前五个发射卫星的国家当中,除了咱们的东方红一号和法国 “阿斯特里克斯”号之外,苏联、美国和日本的第一颗卫星都早已坠入大气层烧毁。为什么东方红一号这么坚强?
我们知道,卫星在太空绕地球飞行不需要动力,完全靠惯性飞行。理论上,如果没有任何阻力,没有能量消耗,会永久飞行下去。但实际上,太空并非空无一物,尤其是在地球近地轨道上仍然有痕量的气体存在,越靠近地球气体分子越多,这也是为什么目前空间站每隔一段时间就要主动升轨的原因。上面我们提到,东方红一号运行在近地点441公里,远地点达2286公里的轨道上。作为比较,目前我国的空间站运行在380公里的圆轨道上。由此可见,即便东方红一号的近地点也比中国空间站的轨道还高,因此,东方红一号在轨道上运行受到的阻力很小。
从外形角度看,东方红一号选的是球体自旋稳定,它的姿态不会失控,不会翻滚,不像现代通讯卫星需要有个抛物面天线对着地面站,还有巨大的太阳能帆板受到光压和太阳风影响。
我们来看一下另外四个国家第一颗卫星的情况:
1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”,震惊了全世界。“Sputnik”来自俄语,意思是“全球旅行的伴侣”。它是一个很小的金属球,重83公斤,运行在近地点215公里,远地点939公里的轨道上,每96.2分钟环绕地球一周,每21天通过无线电传送一次大气信息。由于近地点过低,仅仅在发射57天后,就重返大气层烧毁了。
美国于1958年1月31日在佛罗里达州卡拉维纳尔角发射的第一颗地球人造卫星“探险者一号”, “探险者1号”卫星总重13.97公斤,其中仪器重8.3公斤,运行在近地点为360公里,远地点2520公里,每114.9分钟绕地球一圈。于1970年3月坠入地球大气层。
1965年11月26日,法国成功发射了第一颗人造地球卫星“阿斯特里克斯”号。这颗卫星重42公斤,运行在近地点528公里,远地点是1768公里的轨道上,运行周期为1小时48分钟。得益于较高的轨道,目前这颗卫星仍然在太空飞行。
日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约24公斤,运行在近地点339公里,远地点5138公里,运行周期144分钟。由于轨道慢慢衰减,于2003年8月坠入地球大气层。