失去动力56年，东方红一号为何未坠毁？专家：千年无忧

1970年4月24日晚上，全国很多单位的大喇叭和老百姓家里的收音机都开着。

21点35分，酒泉卫星发射中心的火箭点火升空。十几分钟后，太空中传来清晰的《东方红》乐曲。

那一天，街上有人敲锣打鼓，很多人守在收音机旁激动得睡不着觉。

这颗卫星设计工作寿命只有20天，实际在天上唱了28天就耗尽了电池。

56年过去了，它没有掉下来，还在绕着地球一圈圈转。没有燃料，没有动力，它靠什么飞了这么久？

卫星在天上飞需要一直烧油烧电吗？其实不是那么回事。

卫星一旦被火箭加速到第一宇宙速度，也就是每秒7.9公里，它就会靠惯性一直往前冲，同时被地球引力拉着转弯，这两股劲刚好平衡的时候，它就会绕着地球转圈圈，不需要额外动力。

真正会让卫星掉下来的，是高空那些稀薄得几乎不存在的空气分子。

几百公里的高空不是绝对真空，还是有零星的气体粒子。卫星以每秒几公里的速度撞上去，日积月累，速度就会慢下来，轨道高度也会一点点往下掉。

等掉到120公里以下，空气变稠密了，它就会像流星一样烧起来。

东方红一号刚上天的时候，轨道近地点是441公里，远地点2368公里，跟地球赤道面成68.44度夹角，绕地球一圈要114分钟。

这个轨道选得非常讲究。国际空间站飞在400公里左右的高度，那里的空气阻力每个月能把轨道往下拽2公里，所以每年要烧7.5吨燃料往上抬。

东方红一号的近地点比空间站还高出40多公里，远地点更是在两千多公里外。

在那个高度，大气密度只有海平面的一亿亿分之一，空气阻力小到几乎可以忽略。

中国科学院国家空间科学中心的潘厚任是当年参与研制东方红一号的老人，他算过，50多年里这颗卫星的近地点只降了十几公里，平均一年掉不到0.5公里。

现在它的近地点还在420到430公里之间，远地点大约2000公里。

按这个衰减速度推算，别说几十年，就是再过几百年上千年，它也未必能掉到大气层里。

除了轨道高，卫星本身的形状和重量也帮了大忙。

东方红一号是个近似球体的72面体，直径约1米，重173公斤。这个重量比苏联、美国、法国、日本这四个国家第一颗卫星加起来还要重。

球体形状迎风面均匀，173公斤的质量带来的惯性也大，那点空气阻力撞上去，就像灰尘撞在铁球上，根本晃不动它。

当年的设计人员还特意给卫星做了一套不用电的温控系统。太空里被太阳照到的地方能热到100多度，照不到的地方冷到零下100多度，温差超过200度。

闵桂荣带着团队在卫星外壳做阳极氧化处理，内表面涂上特殊的有机涂料，靠这些涂层把仪器散出来的热均匀辐射出去，不用耗一度电就把舱内温度稳住了。

说起来容易，做起来难。

1958年中国就开始琢磨造卫星，项目代号叫581，钱学森当组长。那时候国家穷，工业基础薄，连像样的计算机都没有。

后来调整了几年，1965年正式立项，代号改成651，意思是1965年头一号重点任务。

1967年，钱学森点了38岁的孙家栋的将，让他当卫星技术总负责人。

孙家栋又从各个单位挑了18个年轻技术骨干，这就是后来常说的航天18勇士，戚发轫就是其中之一。

那时候算轨道数据，用的是半自动手摇计算机，有的地方甚至靠算盘。

一条轨道算下来，几个人要算好几天，算完还要互相交叉核对，就怕一个数错了，卫星就不知道飞哪去了。

戚发轫后来回忆，做天线试验的时候没有专门的场地，他们就在一个旧仓库里凑合。老同志拿废木箱板挡着当防护，从木板缝里往外看效果。

年轻人胆子大，爬到没有顶棚的房梁上，骑在梁上往下看。

冬天屋里没有暖气，大家裹着棉被调试设备，手冻得握不住笔，也没人说要走。

当时国家给卫星提了12个字的要求：上得去，抓得住，听得着，看得见。

上得去就是火箭得有足够力气把卫星送进轨道。

王希季负责设计长征一号运载火箭，他把导弹技术和探空火箭技术结合起来，一二级用液体燃料，第三级用固体火箭，总长29.46米，硬是把173公斤的卫星送进了预定轨道。

抓得住就是地面要能跟踪测轨。

听得着，就是要让全国人民能用普通收音机接收到《东方红》的声音。

为了这一条，技术人员反复权衡，最后选了电子音乐方案，用一个发射机交替播送40秒的《东方红》乐曲和遥测信号，频率定在20.009兆赫，功率3瓦。

这样既不用装太重的大功率发射机，又能让全世界的短波收音机都收到。

看得见更难，卫星直径只有1米，在几百公里高空就是个亮点，肉眼很难看到。

设计人员想了个办法，在末级火箭上加了个观测裙，火箭和卫星分离后，观测裙撑开，反射太阳光，地面上的人就能看到一个移动的亮点，跟卫星一起在天上飞。

卫星上用的是银锌电池，不是现在常见的太阳能帆板。

1970年5月14日，电池彻底耗尽，信号中断，《东方红》的乐曲再也没有从太空发回来。

但卫星本身还在轨道上，靠着当年火箭给的那股初速度，一圈一圈绕着地球转。

这56年里，太阳活动有高有低，磁暴也发生过好几次，高层大气有时候会受热膨胀，密度稍微变大一点，但对东方红一号这条高轨道来说，影响微乎其微。

它就像一个被地球引力拴住的铁疙瘩，不声不响地在太空转着。

当年用算盘算出来的轨道，经过半个多世纪的检验，精度准得让人佩服。

现在天上有几千颗卫星在飞，有的工作几年就退役，有的燃料一烧完很快就掉下来烧毁。

跟它们比起来，东方红一号更像一个沉默的纪念碑。它不会再唱歌，不会再传数据，甚至很多时候地面雷达都懒得专门去跟踪它。

但它还在那里，沿着1970年那群中国人给它画好的椭圆轨道，一圈又一圈。

从1970年到2026年，地面上的中国换了人间，当年骑在房梁上看试验的年轻人成了白发老人，而他们送上去的这颗星，还在太空飞着。