东方红一号与天宫空间站世纪同框：失去联系52年，为何还没坠毁？

中国航天科技集团官方微博在5月3日发了一条推文：

“前不久一段“世纪同框”的视频令人破防。视频中“东方红一号”卫星与中国空间站擦身而过，发射相差近半个世纪的它们在太空中“遥遥相望”。”

东方红一号卫星足以让很多人回忆起50多年前那激动人心的一幕，1970年4月24日，长征一号运载火箭搭载东方红一号卫星成功进入预定轨道，完成为期二十多天的探测任务，至同年5月14日停止发射信号。

东方红一号卫星：失去动力50年，为何还没坠毁？

东方红一号对于种花家来说也是一个遥远的时代，父母对这颗卫星的发射有着非常深刻的记忆，当时村头的大喇叭上就播放了卫星发射的东方红一号卫星发出的《东方红》合成音乐，提起这个事件，几乎上了年纪的朋友眼睛里就会闪烁起神采奕奕的光芒。

东方红卫星：全球第一！

如今能发射卫星的国家和组织已经不少，但想要独立自主发射卫星依然十分困难，所以各位可以想象一下，在1960年代立项发射卫星，那该有多难，另个课题，一个是火箭，另一个是卫星，无论哪个都是大量等待突破的技术：

发射火箭：CZ-1（长征一号）

长征一号是在两级液体燃料DF-4改进设计，增加了一个第三级火箭，因为我国在导弹技术上的突破，使的卫星发射计划中的火箭有了相当高的起点，看看现在那么多造出了卫星却么有火箭发射的国家，不得不佩服我国科学家高瞻远瞩的眼光。

一级火箭：4 x YF-1A，推力：1,101.2 kN

二级火箭：YF-3A，推力：320.2 kN

三级火箭：FG-02 固体燃料

早期发射卫星火箭第三级用固体燃料很常见，轨道控制不够精确，但能解决有没有的问题！有了火箭，那么卫星怎么办呢？

东方红一号卫星，天才一般的想法

东方红一号卫星有几个世界第一，当时全球有能力发射卫星的国家：苏联、美国、法国和日本，但他们发射的卫星都是几千克最多也就几十千克的小卫星，最多也只能发射个滴滴滴的信号表示下存在。

而我国第一颗卫星起点就是173千克，这是发射第一颗卫星的国家中质量最大的，在解决了太空恶劣环境中的搭载的仪器（我国第一颗卫星是装载仪器的）问题、音频发生器技术难题（发出东方红音乐）和电池（蓄电池供电，非太阳能）技术问题，还有信号发射等问题。

出现了一个希望能锦上添花的问题，1970年代的我国正处在北方陈兵百万，全球强敌环伺的时期，让大家能看到卫星，提升民族自豪感也是一个非常关键的问题。

东方红一号是个直径约1米左右的72面体，尽管在地面上看起来闪闪发光，但在太空，就算是在近地点反射阳光，看到的视星等依然只有7等星左右的亮斑，而人类肉眼观看极限也只有6等，根本就看不见，咋办？

在卫星上显然没法再下功夫了，因为卫星结构已经到了极致，而问题的解决就出现在了3级火箭上，因为当卫星分离时，三级火箭其实和卫星速度相差无几，我国科学家在三级火箭上设置了一个反光大气球，然后充气膨胀，然后三级火箭顶着这个大气球就能让地面看到了，刚升空时两者距离相差不远，不仅方便全球民众观看，其实也方便追踪，两者相距并不远！

这个天才的设计让在近地点时刚好处于晨昏线附近时可以很清晰的看到，而且星等达到了3.5等，对于1970年代这个光污染极少的时代，几乎就是抬头可见了，而且还是在那个物质匮乏的时代，能看到自己国家发射的卫星，想想就无比激动

东方红一号：失去动力50年，为何还没坠毁？

国际空间站轨道衰减速度挺高的，大气层的阻力平均每月使空间站减少约2千米的高度，按此速度，不出一两年国际空间站就得垮，所以ISS每年要消耗大约7.5吨燃料来维持轨道，因此美国才会对俄罗斯威胁退出国际空间站那么紧张，因为国际空间站动力维持舱段在俄罗斯这边。

所以相信各位一定有个疑问，这东方红一号早在1970年4月24日后就再也没有动力，而到了5月14日更是失去联系了，为何到现在还在天上运行？其实这源于东方红一号的特殊轨道：

1970年4月24日发射时的近地点高度为441千米，远地点高度为2286千米，不知道各位发现没有，这个近地点比空间站轨道略高，而远地点则接近2300千米，这样的轨道存轨能力很强：

1、440千米高度大气分子比空间站轨道要更稀薄；

2、近地点速度高，停留时间短，大部分时间都在高轨大气分子更稀薄的区域

因此其留轨速度更强，按这个轨道衰减速度，科学家估计其至少还能留轨数百年，甚至上千年，因此各位暂时不必担心东方红一号卫星会掉落。

东方红一号与中国空间站世纪同框：为何会发生如此奇观？

尽管东方红一号卫星与中国空间站都在天上飞，但它们什么时候会同框，以某种方式同框，这就有说道的地方了。

东方红一号的轨道参数

东方红一号的国际标识符（COSPAR ID）为1970-034-A，SATCAT（北美航空航天防御目录编号）为：04382，只要两个编号中任意一个，即可查到东方红一号的轨道参数：

可以查到卫星的详细轨道参数，一般会有如下参数：

其中有三个最关键的参数：近地点高度：428km，远地点高度：2029km，轨道倾角为68.4231°。

天宫空间站的轨道参数

天宫空间站的核心舱的COSPAR ID为2021-035A，SATCAT编号为48274，根据这些参数可以查到如下表：

其中关键参数为近地点高度: 377km，远地点高度: 394 km，轨道倾角: 41.4701°

各位一定发现有故事了，天宫倾角为41.47°，东方红一号倾角为68.42°，这个轨道倾角是其轨道平面和赤道平面的夹角，倾角越大，发射难度也越高，因此我国当年发射的东方红一号是一颗大倾角卫星，难度是要比低纬度发射小倾角卫星要更高。

天宫空间站与东方红一号的倾角存在一个很大的角度，因此两者“相遇”时角度也会比较大，各位简单算算即可知道两者相遇时的夹角，如图示意：

上图中均已经有航天器编号了，各位看看，其东方红一号和天宫的轨迹倾角还是比较大的，当然更关键的是如何来查找这种事件？

heavens-above.com网站上有一个查询航天器过境事件的工具，有三个步骤：

1、设置自己的观测地点坐标；

2、确定航天器可见过境事件

3、两者前后相差比较短的时间内

最笨的办法就是把最近一段时间内本地关于两个航天器的所有过境事件列出来，人工做个对比，方位角相差不大，时间相差在数分钟内的的过境基本上就能拍到同框啦。

比如近期东方红一号过境示意

如上图所示，上一次同框发生事件在2022.04.22.03:33:02-03:36:09之间，下一次就不太好找了，确实有点难度，不过上文已经给出了办法，有兴趣的朋友可以仔细去翻翻看，到底哪天又能在某地看到同框啦。

上图未选坐标：默认是(0.0000°北, 0.0000°东)

当然能计算两者同框的朋友就不用这么折腾了，写个计算轨迹的程序，然后让计算机跑下就能知道什么会后能同框。