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发射51年,东方红一号现在在哪里?空间站机械臂能将它带回家吗?

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话说美苏冷战时期,双方都把目光聚焦到了太空竞赛上,因为航天技术的水平和国防力量是挂钩的。

中国实际上也很早就开始考虑研究相关领域。1958年,东方红一号卫星的预研计划就已经被提出来了,1965年就开始正式研发。最终,在1970年4月24号,东方红一号发射成功,这也是我们国家发射的第一颗人造卫星。那么问题来了,东方红一号后来怎么样了?中国机械臂能否带它回家?我们就来好好聊聊这个问题。


东方红一号后来怎么样了?

东方红一号是被长征一号运载火箭送入到近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。它的主要任务是轨道测控和《东方红》乐曲的播放。

东方红一号的设计寿命是20天,实际上服役了28天。在1970年5月14号停止了向地面指挥中心发送信号。从发射至今,已经有51年,那东方红一号到底在哪里呢?


实际上,东方红一号还在太空当中。要理解这个问题,我们不妨从牛顿的思想实验“牛顿大炮”的角度来理解。我们都知道,地球实际上是一个很大的球体,所以如果从大尺度上看,地面应该是曲面的。假设有一个理想的大炮,大炮向前打出炮弹,炮弹理论上应该是呈现抛物线的。如果速度越快,这个抛物线的水平方向上的运动距离就更远一些。


牛顿就在想,如果炮弹以一定的速度被打出去后,竖直方向上下落的程度,恰好和地球曲面下坠的程度是一致的。那么,炮弹就永远不会下落到地面上,而是贴着地面转。


这个速度实际上就是第一宇宙速度,数值是7.9千米/秒。第一宇宙速度是地球上发射绕地球转动探测器的最低要求,而且只要速度不下降,就可以一直绕着转。一般发射卫星都需要达到这个速度,东方红一号当然也不例外,当它达到预定轨道后,就会以一定的速度绕着地球运动。那么问题来了,它会不会掉下来?


如果把时间跨度拉得足够长,东方红一号还是会掉下来的。东方号一号之所以可以一直维持在轨道上,是因为太空中的物质太少,接近于真空状态。因此,东方红一号遇到的阻力就非常小,对于速度的削减也就很小,就可以绕着轨道一直运动。不过,虽然物质很少,但还是有,还是有一点点的削弱作用,只要时间足够长,还是会削减到会掉下来的程度,就会掉下来,不过这个时间是相当久。东方红一号才发射51年,这对于东方红一号速度的削减是远远不够的。所以,东方红一号才会一直保持在轨道上

那么问题来了,中国空间站的机械臂性能这么强劲,有可能把东方红一号带回来吗?


空间站能把它带回来吗?

客观地说,对于中国空间站的机械臂来说,要抓取一颗卫星并不是什么难事。机械臂最大的负载达到了25吨,而东方红一号是173千克,所以抓取是可以做到的。而空间站的舱段要装下东方红一号也不是什么难事,所以带回来理论上没什么太大问题。


不过,能抓取,不代表就可以随意去操作。东方号一号是在近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道,而空间站的高度大概是距离地面400公里左右。两者并不在一个轨道上,所以一般情况是不会相遇的。如果非要让空间站去把东方红一号带回来,就需要空间站飞到东方红一号的轨道附近,所需要的能量巨大。


其次,如果空间站要实施对东方红一号抓取,就得尽可能让双方是处于相对静止的状态。不仅如此,机械臂工作状态最长可达18米,意味着必须要靠得足够近,这是很难操作的。因为东方红一号和空间站都是在高速绕着地球移动的,而不是静止的。所以要操作空间站带回东方红一号难度是很高的,整个操作是十分精确的,如果稍有不慎,就有可能发生机械损坏或者撞击事故,那就得不偿失了。

总结一下就是,理论上,空间站带回东方红一号是可行的,也应该是能做到的。但是如果真的要这么做,操作过程中的难度很高,而且风险也不小。如果不是一定需要把东方红一号带回来,那就没有必要去这样做。

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