钱学森带领建造的东方红一号，已经发射55年，为何还在天上飞？

1970年4月24日，东方红一号划破夜空，伴随着激昂的《东方红》旋律，中国第一颗人造卫星腾空而起，成功入轨。这是我国航天史上的高光时刻，也是在钱学森等一批“两弹一星”元勋的带领下，中国迈向太空的第一步。

而令人惊讶的是，这颗原本设计寿命只有20天的卫星，竟然在太空中默默飞行了五十多年！至今仍在环绕地球运行，这是为什么呢？我们一起来解锁它背后的“飞行密码”。

首先，要回答这个问题，我们得从卫星为什么不会掉下来”说起。

在地球附近，无论是飞机还是火箭，都要克服地心引力。而大多数飞行器在飞行时，需要不断产生升力才能飞行在空中，比如飞机靠的是空气对机翼的压力差来飞。但在太空，空气几乎不存在，空气动力学彻底失效，那卫星是靠什么在空中飞呢？

在了解这个问题之前我们先来说说牛顿大炮，牛顿大炮是牛顿提出的一个思想实验，它并不是现实中真的造了一门大炮，而是牛顿用来说明万有引力与轨道运动关系的一个比喻模型。这个想法最早出现在牛顿的《自然哲学的数学原理》中，是他试图解释为什么月球不会掉到地球上、而是围绕地球转动的原因。

牛顿假设，在一座非常非常高的山顶上，安放了一门超级大炮，它朝着水平方向发射炮弹。接下来，根据炮弹的初速度不同，会出现完全不一样的结果。速度较慢时，炮弹会在飞出一段距离后落回地面，就像我们日常看到的炮弹轨迹一样。速度增加，炮弹会飞得更远，落地的点也越来越远。

达到临界速度，炮弹会绕着地球转一圈后回到原点！因为此时它的下落速度正好等于地球曲率的变化速度，于是就开始围绕地球不断转圈！这就是第一宇宙速度。这个速度大约是7.9公里/秒，也就是说，每秒飞7.9公里，就可以进入绕地球运行的轨道。

这个简单的思想实验揭示了万有引力和轨道运动的本质联系，而卫星之所以不会掉下来，不是因为没有引力，为此时它处于一个“自由下落，但始终绕不过地球弧度的状态，于是形成环绕轨道。

那么我们回到话题，为什么“东方红一号”能飞这么久？
答案在于这颗卫星被送入一个近地点约441公里、远地点约2368公里的椭圆轨道。在这个高度，虽然不能说是真正的真空”，但气体非常稀薄，几乎不会对卫星造成明显的减速。没有空气阻力 = 没有能量损耗 = 可以一直飞。

根据目前监测数据显示，东方红一号现在在一个近地点432公里、远地点2030公里的轨道中运行，每天绕地球飞13圈左右。虽然相比当年已经有了轻微的轨道下降，但50多年来“只掉了10公里”，可以说非常稳定。

不过“东方红一号”虽然还能飞很久，但它不可能永远留在太空中。当轨道慢慢降低，逐渐接近大气层稠密区域时，它会受到越来越大的空气阻力，速度下降，轨道进一步下坠。直到某一天，它冲入大气层，在巨大的摩擦热中烧毁解体，化作一缕尘埃。这也是绝大多数人造卫星的最终归宿。