现在大伙都盯着嫦娥探月准备、天宫空间站的在轨实验,很少有人会抬头望向头顶的星空。在两千多公里的高空,还飘着咱们中国航天的老前辈东方红一号。它1970年发射入轨,当年5月就彻底断联失去动力,整整没动力跑了56年,居然没像其他低轨卫星那样坠毁,专家测算说它再飞一千年都没问题。
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很多人不知道,卫星其实有两种完全不同的寿命。一种是能正常干活传数据的工作寿命,另一种是只要还在轨道上飘着就算数的轨道寿命。东方红一号设计工作寿命才20天,实际超额完成任务撑了28天,之后就彻底和地面说拜拜。它本来就没设计返回地球的功能,所以就一直留在太空飘着。
太空不是完全绝对的真空对吧?哪怕几千公里的高空,也还是有零星的大气分子,这些分子会一点点蹭掉卫星的动能,慢慢拉低轨道高度。轨道越低,大气密度越高,阻力就越大,掉的速度会越来越快,最后冲进大气层烧成灰烬。
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东方红一号刚入轨的时候,初始轨道近地点就有439公里,远地点更是到了2384公里,这个高度的空气稀薄到几乎可以忽略不计。截至2017年的观测数据,五十多年过去,它的近地点才下降了10公里,远地点下降了三百多公里,衰减速度慢得超出很多人想象。
说白了它能待五十六年不坠,还能再撑上千年,核心原因就是起点够高。当初入轨给的初速度足够,轨道高度足够,这点稀薄大气的阻力,几乎啃不动它。
对比一下现在我们熟悉的空间站,不管是国际空间站还是咱们的天宫,都待在四百公里左右的近地轨道。国际空间站体积大,太阳能帆板迎风面积大,每个月轨道都要衰减大约2公里,必须不停消耗燃料抬升轨道才能维持,不然早就掉下来了。
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咱们天宫用了更先进的霍尔电推,燃料消耗比国际空间站省太多,压力小很多,但依然需要定期补推力抵消阻力。这点真的能看出当年东方红一号的轨道设计有多厉害。
说起当年搞东方红一号的过程,那真的是从零起步啃硬骨头。1958年中央提出要搞人造卫星,同年就成立了代号581的绝密小组,意思就是1958年的第一号重大任务。钱学森当组长,赵九章当副组长,中国航天的摇篮就是从这时候搭起来的。
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送卫星上天得有能达到第一宇宙速度的火箭,也就是我们后来的长征一号,它的前身是东风四号导弹。那时候要提速,最直接的办法就是加燃料减重量,可这俩天生矛盾,多带燃料就得加粗结构,结构粗了重量涨了,又需要更多燃料,怎么都绕不出来。
工程师们绕开死胡同,想出了两个可行的方向。一个是换更高能量的推进剂,提高单位重量燃料的推力,也就是航天上说的比冲。另一个就是分级设计,火箭分成几段,一段燃料烧完就把空的结构抛掉,整体重量立刻降下来,剩下的就能继续提速。
方案磨了快七年,到1965年才完全成熟,正式启动651工程,东方红一号任务才算全面铺开。当时做了五颗样星,第一颗就成功了。1970年4月24日晚,长征一号带着东方红一号顺利送入预定轨道,中国成了世界上第五个独立发射人造卫星的国家,只比第四名日本晚了两个月。
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东方红一号是个棱角分明的72面体,直径大概1米,总重173公斤,比前四个国家发射的第一颗卫星加起来还要重,当时真的给中国人长足了志气。那时候普通老百姓肉眼看不见几百公里外这么小的卫星,工程师们就想了个绝妙的点子。
让卫星以固定频率发射《东方红》的短波信号,地面电台接收之后再转播给千家万户,全国老百姓打开收音机就能听到来自太空的东方红旋律,那场面现在想起来都激动。
半个多世纪过去,咱们中国航天早就换了人间。从当初放一颗卫星都要举国之力,到现在能探月取样、着陆火星,天宫空间站常态化运营,载人登月也在稳步推进,卫星都能批量组网探测深空了。
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东方红一号早就不工作不发声,连一点可以调用的能量都没有,可它还是按照五十多年前的节奏,一圈圈绕着地球转。它就像一枚被时间凝固的印章,稳稳盖在中国航天的起点上,看着后辈们一步步走得越来越远。
现在全球的天文爱好者还经常能拍到它,它轨道够高,体积也不算小,用普通的业余天文设备就能捕捉到它过境的轨迹。隔三差五就有人在社交平台晒图,这颗半个多世纪没传过一个数据的老卫星,反倒成了业余天文圈的网红常客。
不少人都盼着以后咱们的空天飞机成熟了,能飞到这个高度把东方红一号接回地球,放进国家航天博物馆,让后人能近距离瞻仰它的样子。真到那一天,大家看到的不会只是一块冰冷的金属,而是中国航天从零起步那一步的全部热血记忆。
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专家说它再飞一千年都没事,这话听着是技术层面的判断,更像一句浪漫的承诺。老一辈航天人埋下的那粒航天种子,早就开了花结了果,而这颗老卫星会一直飘在那里,见证我们走向更远的深空。
参考资料:人民日报 《东方红一号 中国航天永远的起点》
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