東方紅一號(hào)當(dāng)時(shí)采用的是銀鋅電池供電,其壽命為20天,而實(shí)際上東方紅一號(hào)在工作28天后與地面就失去了聯(lián)絡(luò)。由于東方紅一號(hào)的軌道在近地點(diǎn)約430千米的高軌上,它可以幾乎不受阻力的靠慣性繼續(xù)圍繞地球飛行。
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東方紅一號(hào),是中國(guó)第一顆上天的人造衛(wèi)星,設(shè)計(jì)重量為173千克,主要任務(wù)就是確保上天,放送東方紅樂曲,同時(shí)讓地面上的群眾能夠看到該衛(wèi)星,起到宣傳和振奮精神的作用。
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在1970年4月,該衛(wèi)星被長(zhǎng)征一號(hào)火箭順利送入了預(yù)定的高軌中,衛(wèi)星工作正常,成功實(shí)現(xiàn)了預(yù)想任務(wù)。人們可以通過廣播同步收聽到發(fā)送的東方紅樂曲,在地面上也可以看到達(dá)到三等星亮度的東方紅一號(hào),極大的起到了提升國(guó)人自信心的目的。
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東方紅一號(hào)在工作28天后,化學(xué)電池電量耗盡,失去了工作能源。但靠慣性依然運(yùn)行在近地點(diǎn)430千米左右,遠(yuǎn)地點(diǎn)2000千米左右的高軌道上,這么輕便的小型衛(wèi)星,在高軌上不會(huì)受到阻力,會(huì)長(zhǎng)期圍繞地球飛行。
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東方紅一號(hào)首次亮相就完美執(zhí)行了設(shè)計(jì)任務(wù),成為中國(guó)航天發(fā)展的里程碑。隨著我國(guó)航天技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,早晚有一天,我們會(huì)把它捕獲帶回地球,作為兩彈一星的標(biāo)志永遠(yuǎn)珍藏。
歡迎關(guān)注量子實(shí)驗(yàn)室,評(píng)論里請(qǐng)留下您的見解。
作為我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星,東方紅一號(hào)按計(jì)劃完成了使命,它向全世界播送了《東方紅》這首樂曲。在發(fā)射28天之后,超期服役8天的東方紅一號(hào)耗盡電力,與地面飛控中心徹底失去聯(lián)系。
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如今將近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間過去了,它仍然還默默地在軌道上繞著地球運(yùn)行,并且每隔一段時(shí)間還會(huì)從祖國(guó)上空飛過。東方紅一號(hào)早就沒有動(dòng)力了,它的持續(xù)飛行靠的是慣性。
東方紅一號(hào)的軌道比載人航天的軌道高很多,它的軌道是一個(gè)近地點(diǎn)為430公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)為2033公里的橢圓軌道。在這種軌道上,地球大氣極其稀薄,東方紅一號(hào)在此運(yùn)行幾乎不受阻力作用。因此,東方紅一號(hào)只要依靠慣性就能環(huán)繞地球長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)。在2015年,正值東方紅一號(hào)發(fā)射45周年,北京天文館朱進(jìn)館長(zhǎng)拍攝到它從北京上空飛過的畫面:
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但經(jīng)過漫長(zhǎng)的時(shí)間之后,太空中稀薄氣體產(chǎn)生的阻力作用也會(huì)使東方紅一號(hào)的軌道逐漸降低,最終導(dǎo)致它會(huì)再入大氣層,墜毀地球。相比之下,軌道高度只有300公里的天宮一號(hào)在耗盡燃料后不久,就墜毀大氣層,它在太空中只運(yùn)行了不到7年的時(shí)間。
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另外,有關(guān)東方紅一號(hào)從我國(guó)上空飛過的時(shí)間和地點(diǎn)的信息可以去heavens-above網(wǎng)查詢,這里有給出東方紅一號(hào)的實(shí)時(shí)信息。
1970年4月24日,我國(guó)成功發(fā)射東方紅一號(hào)衛(wèi)星,距今已51年,攜帶的是化學(xué)電池,能量早已消耗殆盡,但衛(wèi)星仍在繞地球飛行。
其實(shí),二者并不矛盾。電池的能量是供衛(wèi)星上的儀器設(shè)備工作,并不是維持衛(wèi)星飛行,衛(wèi)星繞地球飛行無需消耗能量。
衛(wèi)星的發(fā)射是只有少數(shù)幾個(gè)科技比較發(fā)達(dá)的國(guó)家才掌握的尖端技術(shù),但發(fā)射原理卻是連初中生都明白,就是牛頓大炮。牛頓說:在高山上放置一門大炮,大炮將炮彈平射出去,射出的速度越大,炮彈飛行的距離越遠(yuǎn),如果發(fā)射速度足夠大,炮彈就可一直繞著地球飛行,而不會(huì)落在地球上。
道理也不難解釋,炮彈飛出炮口后,由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向前飛行,應(yīng)該是沿繞地球軌道的切線方向運(yùn)動(dòng),這樣,就會(huì)遠(yuǎn)離地心。不過,由于受到地球的引力作用,會(huì)將炮彈拉向地球,即使炮彈向地心方向靠近。效果取決于發(fā)射速度,如果發(fā)射速度足夠大,達(dá)到7.9km/s,相同的時(shí)間內(nèi),遠(yuǎn)離的距離正好等于靠近的距離,炮彈就會(huì)對(duì)地球不離不棄,一直繞著地球飛行。
東方紅一號(hào)衛(wèi)星也一樣,因?yàn)榉瓷渌俣茸銐虼?,所以,無需消耗能量就可繞地球飛行。
感謝悟空邀請(qǐng)。
東方紅一號(hào)相信每個(gè)中國(guó)人都很熟知,它是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星,對(duì)于航空航天事業(yè)具有重要的意義,也凝聚著民族的精神。東方紅一號(hào)1970年4月24日發(fā)射成功,實(shí)際工作時(shí)間20天,在當(dāng)年的5月14日電量耗盡徹底退役。但至今它扔在軌飛行,已經(jīng)過去了48年,科學(xué)家認(rèn)為其可以在飛100年也不會(huì)墜落下來。那是為什么哪?![]()
舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子月球天然衛(wèi)星,沒有燃料數(shù)十億年不也沒落到地球上?東方紅一號(hào)差不多是相同的道理,近地軌道在400公里至上,我們知道這個(gè)高度大氣極其稀薄甚至可以說沒有大氣了。那么沒有摩擦阻力就不會(huì)被減速,那么就會(huì)保持在軌狀態(tài)一直運(yùn)行下去。
其實(shí)根據(jù)今年的東方紅軌道數(shù)據(jù)來看近地點(diǎn)為441千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)為2037千米,相比較剛?cè)胲壍赖臅r(shí)候更加遠(yuǎn)離地球了,現(xiàn)在科學(xué)家擔(dān)心的是它會(huì)離我們?cè)絹碓竭h(yuǎn),而不是擔(dān)心它有一天會(huì)掉下來。
以下是從衛(wèi)星實(shí)時(shí)網(wǎng)站上看到的東方紅一號(hào)的在軌數(shù)據(jù)。(昨天晚上查詢截圖↓)。![]()
東方紅一號(hào)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期是144分鐘,我們可以看到它正在太平洋上空,小紅點(diǎn)是我現(xiàn)在的位置。希望有一天我國(guó)具備了回收它的能力,在把它回收回來。
這里是科學(xué)黑洞,感興趣的歡迎來關(guān)注我們,圖片來源網(wǎng)絡(luò)侵刪。
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說實(shí)話,東方紅一號(hào)電量已經(jīng)耗盡了很多年了。
東方紅一號(hào)是1970年送上天的,當(dāng)時(shí)采用的電池是銀鋅電池,設(shè)計(jì)的壽命是20天,實(shí)際上的電池壽命是28天。沒有電量,就沒有辦法與地面進(jìn)行聯(lián)系。
當(dāng)時(shí)的物質(zhì)比較缺乏,技術(shù)也被外國(guó)封鎖,能夠用上銀鋅電池就不容易了。銀鋅電池的性能還比不上我們手機(jī)上的鋰電池。不過東方紅一號(hào)的重量173千克,比較大,能夠塞入更多的電池,這樣才能支撐它運(yùn)行這么久。
沒有了電量之后,東方紅一號(hào)還在運(yùn)行,主要是靠慣性。因?yàn)樗诘厍蛏峡?30千米左右的軌道上,對(duì)于它來說,在這么高的地方幾乎就是沒有阻力,能夠繼續(xù)的轉(zhuǎn)~
當(dāng)時(shí)的技術(shù)不發(fā)達(dá),我們的經(jīng)濟(jì)也不發(fā)達(dá),而且技術(shù)也被封鎖了。但是東方紅一號(hào)對(duì)于我們來說,有著非常重要的戰(zhàn)略意義和紀(jì)念意義。在這種情況下,能夠造出東方紅一號(hào)真的不容易~
東方紅一號(hào)是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星,1970年發(fā)射升空至今已經(jīng)48年了,當(dāng)時(shí)東方紅一號(hào)攜帶的是壽命為20天的銀鋅電池,實(shí)際上使用了28天,28天之后東方紅一號(hào)由于電池沒電從本而和地面失去聯(lián)系,由于東方紅一號(hào)本身就是高軌道衛(wèi)星,基本上沒有阻力來讓東方紅一號(hào)減速 所以東方紅一號(hào)可以依靠慣性一直待在天上不掉下來。
目前來看東方紅一號(hào)的軌道高度并沒有發(fā)生什么變化,理論上只要時(shí)間足夠長(zhǎng),東方紅一號(hào)就會(huì)被已經(jīng)非常稀薄的大氣粒子給減速,慢慢的東方紅一號(hào)的軌道高度就會(huì)降低,最終墜毀在地球上,但這只是理論上的推測(cè),實(shí)際上東方紅一號(hào)還能在太空中繞行相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,起碼幾百年不是問題。
衛(wèi)星的在軌運(yùn)行是指衛(wèi)星能接收地面指令從而完成各種任務(wù),但是這需要電池來供電,而電池沒電之后地面就無法和衛(wèi)星建立聯(lián)系了,衛(wèi)星也就從在軌運(yùn)行變成在軌飛行了,有的低軌道衛(wèi)星失聯(lián)后不久就會(huì)因?yàn)閴嫐г诖髿鈱又校瑖?guó)際空間站每隔一段時(shí)間也要啟動(dòng)機(jī)動(dòng)裝置來提升軌道,不然也會(huì)墜毀在大氣層里。
衛(wèi)星繞地球飛行是不需要?jiǎng)恿Φ模nD當(dāng)年想到一塊石頭扔出去肯定會(huì)落地,但是只要力氣足夠大,石頭的速度也就足夠快,經(jīng)過計(jì)算石頭只要達(dá)到7.9km/s就能飛出地球永遠(yuǎn)不會(huì)落下來,這就是衛(wèi)星的工作原理。
有人說東方紅一號(hào)電量已盡,卻依然在軌飛行幾十年,它是如何運(yùn)行的?
衛(wèi)星在軌有幾種方式,其一在軌正常工作,其二是在軌但已經(jīng)失聯(lián)!而東方紅一號(hào)就屬于后者,那為什么東方紅一號(hào)能在失控的條件下在軌那么多年呢?
東方紅一號(hào)是中國(guó)的第一顆衛(wèi)星,它在1970年4月24日21時(shí)35分從酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空!星載電池為銀鋅電池,沒有使用太陽(yáng)能電池!設(shè)計(jì)壽命20天,實(shí)際工作時(shí)間為28天,與同年5月14日失去聯(lián)系!但它依然在軌運(yùn)行,甚至在仍將運(yùn)行數(shù)百年.....
這得益于它的軌道,我們先來看看東方紅一號(hào)的軌道參數(shù),近地點(diǎn)432千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)2032千米的一條橢圓軌道,這使得它的存軌能力極強(qiáng),與其他國(guó)家的第一顆衛(wèi)星比較起來,簡(jiǎn)直就是王者!
除了中國(guó)和法國(guó)的第一顆衛(wèi)星仍然在笑傲漿糊之外,其他的早已隕落!存軌能力比較強(qiáng)的明顯是質(zhì)量比較大、軌道比較高的衛(wèi)星,盡管美國(guó)的也是大橢圓軌道,但其質(zhì)量只有8KG,跟當(dāng)前美國(guó)的航天實(shí)力實(shí)在有點(diǎn)不匹配,主要也是趕工期,和前蘇聯(lián)軍備競(jìng)賽.....
當(dāng)然無論你是否接受,東方紅一號(hào)已經(jīng)成為一個(gè)太空垃圾,與其他太空垃圾唯一的區(qū)別就是它的軌道非常固定,體積比較龐大,是屬于比較“友好”級(jí)別的....因?yàn)樗深A(yù)測(cè)?。?/p>
我們知道卡門線是現(xiàn)代航天規(guī)定的太空分界線,只要你來到了100公里以上的高度,就被認(rèn)為到了太空,你就是宇航員了。
但是這并不是地球大氣與外太空的分界線,實(shí)在點(diǎn)說,地球大氣甚至在距地3000公里外仍然存在極其稀薄的大氣。所以,無論是國(guó)際空間站,還是東方紅一號(hào),都或多或少的面臨著空氣阻力的影響。且軌道高度越低,受的影響越大、
東方紅一號(hào)所在的地球軌道高度近地點(diǎn)時(shí)是430公里的高度,比國(guó)際空間站運(yùn)行的高度還要高30公里,所以那里大氣極其極其極其稀薄,東方紅一號(hào)在工作28天達(dá)到設(shè)計(jì)壽命之后,便與地球失去了聯(lián)系,而仍能在太空繼續(xù)圍繞著地球轉(zhuǎn)的原因就是因?yàn)閼T性。
東方紅一號(hào)還能繼續(xù)在它的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)上百年的時(shí)間,等待我國(guó)航天技術(shù)成熟之后,可以花費(fèi)較少的金錢將其帶回來放在博物館中。
個(gè)人淺見,歡迎評(píng)論!
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東方紅一號(hào)是我國(guó)一顆衛(wèi)星,于1970年發(fā)射上空,它在軌飛行和電量沒有關(guān)系,它靠的是慣性運(yùn)動(dòng),由于軌道較高,所以至今都沒掉落地面。
并且它的設(shè)計(jì)使用壽命是20天,但實(shí)際使用壽命是28天,也就是說這位衛(wèi)星的能源是在上空后過了28天才消耗完的。
東方紅一號(hào)的軌道是一條近地點(diǎn)430多公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)2000多公里的橢圓軌道。相比于國(guó)際空間站的400公里高度的近圓軌道,東方紅一號(hào)的飛行壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它(雖然起的科學(xué)研究作用不大)。
在這樣的高軌道上,衛(wèi)星受到的大氣阻力很低(但不為零),此外還有光壓之類的阻力存在,也就是說東方紅一號(hào)它也在不斷的降落,但是速度非常慢,至少咱們這輩是看不到它掉下來的時(shí)候了,甚至有可能將來咱們航天技術(shù)發(fā)達(dá),指不定就把衛(wèi)星給捉回來了。
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我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)發(fā)射于1970年,設(shè)計(jì)工作壽命20天,20多天后任務(wù)完成后與地球失去了聯(lián)系,但仍在地球軌道上飛行,不需要任何外加動(dòng)力,幾百年后將墜落地球。
衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)行一般是不需要燃料的,在衛(wèi)星發(fā)射和入軌階段,推進(jìn)器將衛(wèi)星加速到了第一宇宙速度,使得衛(wèi)星可以在地球的橢圓軌道上運(yùn)行,圓周運(yùn)動(dòng)的向心力基本等于地球?qū)πl(wèi)星的引力,又因?yàn)槭菣E圓軌道距離地球有近有遠(yuǎn),所在位置不同衛(wèi)星具有的重力勢(shì)能就不同,從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn),飛船高度下降,重力勢(shì)能降低,而飛行速度增大,動(dòng)能增加,在這個(gè)過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。
因此正常運(yùn)行的衛(wèi)星是不需要外加動(dòng)力的,只有某些特殊的情況,才需要為衛(wèi)星配備足夠的燃料,必要時(shí)點(diǎn)火調(diào)節(jié)衛(wèi)星的運(yùn)行參數(shù)。衛(wèi)星正常運(yùn)行時(shí),重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換提供給飛船足夠的動(dòng)力,一旦在某個(gè)時(shí)刻點(diǎn)火,給衛(wèi)星外加動(dòng)力,衛(wèi)星的動(dòng)能就增大,相應(yīng)地動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化的重力勢(shì)能就更大,衛(wèi)星就會(huì)跑到更高的軌道。
東方紅一號(hào)的軌道近地點(diǎn)400多公里,嚴(yán)格來說還在地球大氣層內(nèi),會(huì)受到非常微弱的空氣阻力,而且地球的引力并不均衡,地表有高有低,根據(jù)牛頓定律我們知道距離近引力相對(duì)更大一些,這些因素的影響會(huì)導(dǎo)致東方紅一號(hào)逐漸脫離設(shè)定的軌道,最后墜落在地球上,不過據(jù)估計(jì)這個(gè)過程或許要花幾百年。
上??萍紙?bào)科普問答主持人:主任記者 吳苡婷
東方紅一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)于1970年4月24日發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星,它也是那個(gè)時(shí)代中國(guó)人民的驕傲,東方紅一號(hào)的質(zhì)量有173公斤,在當(dāng)時(shí)那個(gè)時(shí)代,能把一顆如此龐大的衛(wèi)星送上天空是非常困難的事情,中國(guó)科學(xué)家眾志成城取得了成功。錢學(xué)森、趙九章、郭永懷、錢驥、陳芳允、楊嘉墀、王大珩、王希季、任新民、孫家棟等二彈一星的杰出科學(xué)家都參與到了這顆衛(wèi)星的研制中。
50年前發(fā)射的衛(wèi)星的性能還是與今年存在巨大差距,當(dāng)時(shí)這個(gè)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命僅僅只有20天,實(shí)際使用壽命達(dá)到了28日。東方紅一號(hào)進(jìn)入的軌道離地球比較遙遠(yuǎn),它的近地點(diǎn)439公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)2384公里。但是即便如此,它還處于地球的引力層中,在自身攜帶的電源耗盡后,它就依靠地球引力,圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),這個(gè)原理就像是地球圍繞太陽(yáng),月球圍繞地球一樣。但是它的質(zhì)量畢竟很小,無法進(jìn)入宇宙的引力場(chǎng)體系中,所以從科學(xué)原理看,它終有一天會(huì)掉落到地面,進(jìn)入地球大氣層時(shí)還會(huì)被燒毀一部分。但是這可能是很久以后的事情了。
首先這顆衛(wèi)星還在,目前東方紅一號(hào)處在幾百公里以外的太空當(dāng)中,依然一圈一圈的繞地球旋轉(zhuǎn),但由于衛(wèi)星的電池已經(jīng)耗盡了,我們?cè)缇褪チ藢?duì)它的控制,所以從某種角度上來說,現(xiàn)在的東方紅一號(hào)已經(jīng)是一個(gè)太空垃圾了,但由于這顆衛(wèi)星是我國(guó)歷史上第一次,它的意義還是非常大的。
其次東方紅一號(hào)的電池雖然耗盡了,但由于本身的慣性作用,東方紅一號(hào)依然可以持續(xù)不斷的飛行,但這個(gè)飛行并不是永久性的,在近地球的太空環(huán)境當(dāng)中,仍然存在著一些稀薄的大氣分子,這些大氣分子就好像空氣阻力一樣,會(huì)持續(xù)的削弱宇宙飛船或者人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度。
那么隨著速度的下降,這些宇宙飛船和人造衛(wèi)星的軌道高度也會(huì)降低,當(dāng)它們下降到一定的高度時(shí),這些曾經(jīng)的人造設(shè)備就會(huì)墜入大氣層,然后在大氣層中燃燒和毀滅,所以不管東方紅一號(hào)曾經(jīng)怎么樣,只要我們不進(jìn)行人為的干涉,這顆著名的人造衛(wèi)星最終還是要消失在歷史當(dāng)中。
最后我國(guó)是全世界當(dāng)中,為數(shù)不多掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家,但回收東方紅一號(hào)有幾個(gè)問題,一個(gè)是這顆衛(wèi)星當(dāng)初設(shè)計(jì)的時(shí)候,為了保證發(fā)射的成功率,國(guó)家制造了好幾個(gè)一模一樣的備份。
另一個(gè)是回收的成本和收益不成正比,考慮到目前國(guó)家在航天領(lǐng)域的投入有限,不可能說花費(fèi)巨大的投入,去回收一顆沒有什么用的衛(wèi)星,所以你們應(yīng)該懂了吧.....
2020年是中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星——東方紅1號(hào),進(jìn)入太空50周年之際。它于1970年4月24日,由長(zhǎng)征1號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射升空順利進(jìn)入預(yù)定軌道,在當(dāng)時(shí)是繼美、蘇、法、日之后,第五個(gè)能自主制造和發(fā)射人造衛(wèi)星的國(guó)家,我國(guó)從此開啟了“衛(wèi)星時(shí)代”。
為了紀(jì)念我國(guó)首顆人造衛(wèi)星的成功發(fā)射,就將中國(guó)航天日定在了每年4月24日這一天。
《東方紅》
“東方紅1號(hào)”有一特別之處,它在上天不久后,播放了“響徹宇宙”的《東方紅》樂曲。當(dāng)時(shí)全中國(guó)人民都圍守在收音機(jī)前,只為聽到這一深入人心的旋律。
其實(shí),并不是說在太空中直接響徹著我們可以聽到的聲音,因?yàn)橛钪媸钦婵?,沒有介質(zhì),聲音無法傳播,而電磁波可以。由衛(wèi)星發(fā)射電磁波,地面站接收到信號(hào),再通過廣播電臺(tái)轉(zhuǎn)播出去,普通的收音機(jī)就可以接收到這美妙的音樂啦。
東方紅1號(hào)仍在運(yùn)行
由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的局限性,東方紅1號(hào)采用的是銀鋅電池,而非現(xiàn)在普遍使用的太陽(yáng)能電池板。
這種傳統(tǒng)的化學(xué)電池壽命很有限,所以這顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)工作壽命僅為20天,但它實(shí)際在太空中工作了28天,才耗盡全部電量,終止發(fā)射信號(hào),徹底與地面失去聯(lián)系。雖然已過去50年,“東方紅一號(hào)”卻仍在軌道上飛行。
在那個(gè)衛(wèi)星技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在發(fā)達(dá)的年代,為什么這顆中國(guó)元老級(jí)衛(wèi)星能持續(xù)飛行這么多年?
運(yùn)行軌道
最重要的因素是“東方紅1號(hào)”運(yùn)行軌道的近地點(diǎn)約441千米。也就說,它離地球最近高度還是很高的,典型地處于衛(wèi)星通用高度范圍內(nèi)。
“東方紅1號(hào)”在這樣的區(qū)域飛行,基本是不受任何外力影響的,即使有,也是非常微弱的阻力,不足以改變它的運(yùn)動(dòng)軌跡;這樣的高度,受到的地球引力也會(huì)小很多,不容易把衛(wèi)星拽回地面。這些都意味著衛(wèi)星在這個(gè)高度可以有很長(zhǎng)的軌道壽命,從而大大降低墜毀的可能性。
慣性
那么,如題中所問,電量已盡的“東方紅1號(hào)”,沒有了能量來源,也不能再接收地面的指揮控制,它是如何保持運(yùn)行的呢?其實(shí),“東方紅1號(hào)”現(xiàn)在在軌道上運(yùn)行,是無需要電池提供能量的。
衛(wèi)星脫離火箭的時(shí)候,仍是高速運(yùn)行的,并且太空沒有空氣阻力(即使有,也是微乎其微),它就可以依靠慣性一直維持高速運(yùn)行。而衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的的離心力與受到的地球引力互相平衡,所以在沒有空氣阻力的理想情況下,就可以一直圍繞地球運(yùn)動(dòng)。
球形外形
此外,“東方紅1號(hào)”的整體造型對(duì)它的運(yùn)行也是大有益處的。
上面提到,東方紅1號(hào)攜帶的是銀鋅電池,而非面積巨大的長(zhǎng)太陽(yáng)能電池板,所以它能采用球形外觀,這使得它的運(yùn)行阻力比其他人造衛(wèi)星小很多,運(yùn)行的時(shí)間就更長(zhǎng)了。
會(huì)一直運(yùn)行下去嗎
其實(shí),太空并非是完全真空的理想狀態(tài),還是會(huì)有極其稀薄的空氣存在??諝鈱?duì)衛(wèi)星產(chǎn)生了阻力,于是衛(wèi)星就有了能量損耗,速度就越來越慢,其軌道高度也會(huì)緩慢地逐漸下降。并且高度越低,大氣密度增大、衛(wèi)星動(dòng)能耗損就越快,衛(wèi)星下降速度自然變快,最終落入地球大氣層。
不過,“東方紅1號(hào)”所在軌道較高,從發(fā)射至今,其近地點(diǎn)高度也沒有十分明顯的下降。目前暫時(shí)無法準(zhǔn)確預(yù)估多久之后會(huì)掉下來,有說幾百年后的,也有上千年之說的,總之是離現(xiàn)在很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的事兒了。
要知道,同時(shí)代,其他國(guó)家首發(fā)的人造衛(wèi)星都已墜毀,而“東方紅一號(hào)”還可以運(yùn)行如此之久,實(shí)在難以想象我國(guó)那一代科學(xué)家為了研制出“東方紅一號(hào)”付出了多少努力。
“東方紅一號(hào)”也與核彈、導(dǎo)彈一起,被譽(yù)為“兩彈一星”,是我國(guó)科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要標(biāo)志,值得每一個(gè)國(guó)人驕傲與自豪!
1970年4月24發(fā)射成功,5月月14日停止信號(hào)發(fā)射,東方紅一號(hào)設(shè)計(jì)壽命很短只有20天,但不代表他不能在軌慣性繼續(xù)繞地球運(yùn)行,或者說只是電子工作壽命短失去了聯(lián)系,例如他廣播的東方紅樂曲。東方紅衛(wèi)星不像一般低軌幾百公里的衛(wèi)星,它屬于中高軌,近地400多公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)2000多公里。大氣逃逸大氣在此高度十分稀溥相當(dāng)于真空太空(腐蝕也小),稀溥大氣的弱微小阻力對(duì)維持它大橢圓軌道影響很小,東方紅至少能繼續(xù)慣性在軌一兩百年后才會(huì)墜毀于大氣層。
簡(jiǎn)單說兩個(gè)字:慣性!
萬事萬物都有慣性,這點(diǎn)我們都知道,而東方紅一號(hào)就是看著慣性在運(yùn)行,它的運(yùn)行并不需要?jiǎng)恿?,事?shí)上,絕大多數(shù)航天飛行器都是這樣的飛行原理!
簡(jiǎn)單想一下我們的地球,地球也沒有“電量”沒有動(dòng)力讓地球飛行,但地球一直飛行了45億年,并且還會(huì)飛行下去,為什么呢?
就是因?yàn)閼T性。東方紅一號(hào)在距離地面430千米的高度飛行,如此高度的太空環(huán)境幾乎是真空,可以稱得上真正的外太空,幾乎沒有任何摩擦力可以讓東方紅一號(hào)減速,所以它會(huì)依靠慣性一直圍繞地球飛行很長(zhǎng)時(shí)間!
這又牽扯到科學(xué)家利用火箭發(fā)射各種探測(cè)器和衛(wèi)星的原理,說白了其中的一個(gè)重要原理就是利用萬物擁有慣性的性質(zhì)。這又必須說到我們經(jīng)常所說的第一第二第三宇宙速度!
第一宇宙速度7.9千米每秒,也就是說,理論上的達(dá)到這個(gè)速度之后,就不需要任何動(dòng)力就可以圍繞地球飛行而不會(huì)落到地面上(忽略大氣摩擦力),而事實(shí)上外太空就是幾乎沒有任何摩擦力,所以東方紅一號(hào)等飛行器不需要?jiǎng)恿σ部梢砸恢眹@地球運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間!
很多環(huán)繞地球衛(wèi)星也是這么運(yùn)行的,不過時(shí)間長(zhǎng)了以后仍舊會(huì)落到地面上,畢竟不會(huì)有真的真空環(huán)境,特別是距離地面不是很遠(yuǎn)的太空,即使再小的摩擦力也會(huì)讓飛行器的速度慢慢下降,之后速度就會(huì)低于第一宇宙速度而墜入大氣層!
最好快點(diǎn)兒把這顆衛(wèi)星抓回來展覽
牛頓大炮
其實(shí)這個(gè)問題涉及現(xiàn)代人造衛(wèi)星的原理,搞清楚了衛(wèi)星的運(yùn)行原理,這個(gè)問題也就自然明了了。
第一個(gè)問題:衛(wèi)星運(yùn)行的原理是什么?
現(xiàn)代人造地球衛(wèi)星最早起源于牛頓著名的牛頓大炮思想實(shí)驗(yàn)。牛頓設(shè)想在一座高山上,如果不考慮空氣阻力,一個(gè)威力足夠大的大炮,能將炮彈打出每秒7.9千米每秒的速度,那么這個(gè)炮彈不用持續(xù)加速,只依靠慣性就能永不落地。這是因?yàn)榈厍蚴且粋€(gè)球形,炮彈如果每秒飛行7.9千米受地球引力影響,下落的距離正好被地球表面的弧度所抵消。所以,現(xiàn)代衛(wèi)星發(fā)射,火箭都要將衛(wèi)星加速到這個(gè)速度,這個(gè)速度也被稱為第一宇宙速度也叫環(huán)繞速度。(當(dāng)然這只是一個(gè)理論值,現(xiàn)實(shí)中根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)地的不同以及衛(wèi)星作用的不同,也會(huì)有一定的浮動(dòng))
東方紅1號(hào)
雖然從理論上人造地球衛(wèi)星只要達(dá)到第一宇宙速度,后期不經(jīng)過任何加速或干預(yù),只依靠慣性就能永遠(yuǎn)飛行。但是在現(xiàn)實(shí)生活中,為了滿足衛(wèi)星的功能需要和維持衛(wèi)星的軌道高度,衛(wèi)星仍然需要攜帶電池和一定的燃料。
衛(wèi)星為什么需要攜帶電池呢?這是因?yàn)槿祟惣热话l(fā)射衛(wèi)星肯定是為了達(dá)到一定的目的,就比如通訊、資源觀測(cè)、氣象預(yù)報(bào)……等等。同時(shí)為了更好地控制衛(wèi)星、回傳資料,地面控制中心也需要時(shí)刻和衛(wèi)星保持聯(lián)系,這些都需要衛(wèi)星攜帶大量的電子元器件,需要持續(xù)的電力供應(yīng)。和樓主想象不同的是現(xiàn)代人造衛(wèi)星主要采取太陽(yáng)能供電,當(dāng)然自身攜帶的電池也會(huì)帶有一定的電量,主要用于太陽(yáng)能板的展開。在太陽(yáng)能板展開之后,自身攜帶的電池就主要起到儲(chǔ)存電力的作用,所以從理論上只要電池不發(fā)生故障,太陽(yáng)能電池板持續(xù)發(fā)電,就不存在電量耗盡的情況。
衛(wèi)星為什么需要攜帶燃料呢?這是因?yàn)榇蟛糠秩嗽斓厍蛐l(wèi)星距離地面的高度都在1000千米以內(nèi),在這個(gè)區(qū)域內(nèi)還有少量大氣層的空氣分子,所以仍然會(huì)不斷降低衛(wèi)星的速度。在這種情況下,為了能讓衛(wèi)星保持速度,維持自己的軌道高度,不至于因?yàn)榭諝庾枇Φ挠绊懚罱K掉落大氣層燒毀;當(dāng)然也為了躲避一些太空垃圾的撞擊,姿態(tài)調(diào)整的需要,所以衛(wèi)星就必須攜帶一定的燃料,用于衛(wèi)星的加速或者作出相應(yīng)的規(guī)避動(dòng)作。
以上就是人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行原理,相信看了這些大家就會(huì)對(duì)衛(wèi)星如何在太空運(yùn)行有了一定的了解,換句話說對(duì)東方紅一號(hào)為什么和地球失聯(lián)這么多年,仍然能在太空運(yùn)行有了一定的了解。
東方紅1號(hào)
第二個(gè)問題:和現(xiàn)代衛(wèi)星相比,東方紅1號(hào)有什么特殊之處?為什么電量耗盡卻依然在軌運(yùn)行幾十年?
東方紅1號(hào)是我國(guó)發(fā)研制并發(fā)射的第一顆衛(wèi)星,重173千克,直徑約1米,與1970年在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,近地軌道高度達(dá)441千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)軌道高度2368千米。注意東方紅1號(hào)是我國(guó)的第一顆人造地球衛(wèi)星,主要解決的是“有沒有”的問題。而且我國(guó)當(dāng)時(shí)正處于經(jīng)濟(jì)困難時(shí)期,國(guó)家給東方紅1號(hào)下達(dá)的任務(wù)是“上的去、抓得住、看得見”。上的去指的是能成功發(fā)射入軌;抓得住指的是地面能夠跟蹤監(jiān)測(cè),具體就是能夠通過無線電向地球發(fā)射東方紅的無線電信號(hào);看得見也就是地面通過肉眼能夠看見。換句話說這顆衛(wèi)星主要是實(shí)驗(yàn)?zāi)康模笳饕饬x大于實(shí)際意義。所以這顆衛(wèi)星沒有直接的太陽(yáng)能發(fā)電裝置,只攜帶了一個(gè)化石燃料電池,所以電池沒電是在情理之中的;也沒有攜帶燃料,不具有加速功能;而且設(shè)計(jì)壽命只有20天??梢哉f東方紅1號(hào)在發(fā)射之初就注定了只會(huì)向地面不斷地降低自己的軌道高度。
那么東方紅阿豪為什么還能夠在軌道運(yùn)行幾十年呢?前文已經(jīng)說過,衛(wèi)星能否在軌運(yùn)行其實(shí)和電池沒有多大的關(guān)系,只和它的發(fā)射速度有關(guān)。只要發(fā)射的時(shí)候?qū)⑺铀俚降谝挥钪嫠俣?,哪怕不?jīng)過后期加速,如果不考慮空氣阻力,它也能夠永遠(yuǎn)在太空運(yùn)行。結(jié)合東方紅1號(hào)的情況,打一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋确?,這就好比我們把一個(gè)手電筒甩到太空一樣,只要它能達(dá)到第一宇宙速度,與它的電池是否有電沒有關(guān)系。
當(dāng)然在現(xiàn)實(shí)中,衛(wèi)星還是要考慮空氣阻力的問題。但是因?yàn)闁|方紅一號(hào)體積非常的小,直徑只有1米,空氣阻力的受力面非常小,再加之它的近地軌道高度達(dá)441千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)軌道高度2368千米,在這個(gè)區(qū)間空氣分子異常稀少。所以哪怕到今天,它的軌道高度下降的幅度也非常的小。但是假如這顆共和國(guó)發(fā)射的第一顆衛(wèi)星,沒被太空垃圾撞擊損毀的話,它的最終還是會(huì)降落到大氣層并燒毀。
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小時(shí)候,晚上天氣好,就能看到亮光衛(wèi)星在移動(dòng)。
這個(gè)很好解釋,比如你向太空拋出去一塊石頭到達(dá)大汽層以外,脫離地球引力,這塊石頭自然而然的繞著地球旋轉(zhuǎn),東方紅一號(hào)也是一樣到了太空失去了能量自然成了地球的衛(wèi)星。
衛(wèi)星的慣性是從哪里來的。
就像蕩秋千一樣,蕩到最高點(diǎn)速度最慢,然后向下落到最低點(diǎn)速度最快。這衛(wèi)星是橢圓軌道。太空中接近真空,衛(wèi)星運(yùn)行幾乎沒有阻力。就這樣勢(shì)能和動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化。所以東方紅一號(hào)還能接著轉(zhuǎn)。地球環(huán)繞速度為7.9km/s脫離速度為11.2km/s,近地點(diǎn)大于7.9小于11.2時(shí)衛(wèi)星就會(huì)按照橢圓軌道運(yùn)行。如果速度大于11.2,那么衛(wèi)星就會(huì)脫離地球飛向遠(yuǎn)方。這是籠統(tǒng)的解釋,具體數(shù)據(jù)要按軌道高度來計(jì)算。軌道高度不同脫離速度也不同。
就算在太空中,阻力相對(duì)于大氣層中非常小,但也不是絕對(duì)沒有阻力,任何在軌飛行器都需要時(shí)不時(shí)打開引擎加速以維持軌道。更何況我記得東方紅一號(hào)的飛行軌道就400多公里,衛(wèi)星上也沒有維持軌道的噴口。 高中物理常識(shí),引力剛好夠充當(dāng)該飛行器的向心力,所以它才會(huì)“飛”。 照此推理,東方紅一號(hào)早已墜毀并在大氣層中灰飛煙滅。
中國(guó)在1970年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,命名為《東方紅一號(hào)》。衛(wèi)星傲游太空,向地球播放悅耳的《東方紅》樂曲,當(dāng)時(shí)億萬中國(guó)人群情激奮,民族精神為之一振。
中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的重量超過了中蘇日第一顆人造衛(wèi)星的重量的總和,但工作壽命很短,因?yàn)樾l(wèi)星沒有太陽(yáng)能帆板,靠自帶的電池供電維持工作。
為什么,幾十年過去了,衛(wèi)星還在太空呢?主要是因?yàn)樾l(wèi)星采用了中高軌道,距地球比較遠(yuǎn)。離地球越遠(yuǎn),受到地球的引力越少,加之衛(wèi)星采用了球體結(jié)構(gòu),體積小,很堅(jiān)固,受到太空碎片和流星撞擊的概率很低,衛(wèi)星在近似真空的環(huán)境中,基本上沒有阻為,所以可以一直借助慣性持續(xù)地在太空一定的軌道無控運(yùn)行而已。
衛(wèi)星的軌道很高,運(yùn)行中幾乎不受阻力。因此只須要把它發(fā)射到軌道上,提供適當(dāng)?shù)乃俣?,由于慣性,衛(wèi)星就會(huì)圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),而不須要外加動(dòng)力。(可以類比地球的公轉(zhuǎn),地球自身也沒有動(dòng)力。)
殘骸 死尸在太空漂浮。
當(dāng)初為了顯示中國(guó)比美蘇技術(shù)高,特意用了一個(gè)較大重量的球。第一顆衛(wèi)星都是形象工程。能上天就行。中國(guó)當(dāng)時(shí)還嘲笑美國(guó)的衛(wèi)星才8公斤。后來就不再比了。因?yàn)橹袊?guó)發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)候,美國(guó)已經(jīng)登上月球了。
由于軌道較高,預(yù)期運(yùn)行時(shí)間80多年。由于沒有太陽(yáng)能電池板,也不需要姿態(tài)控制,只能在球表面增強(qiáng)反射率,張開一個(gè)紡織物圓盤,反射太陽(yáng)光。內(nèi)部一個(gè)電子音響發(fā)生器,產(chǎn)生無線電信號(hào)。
期待東方紅一號(hào)回到祖國(guó)的那一天!
向太空老兵致敬
靠慣性運(yùn)行,運(yùn)行軌道不斷的變化,如果不收到其它物體的沖擊,最終墜落地球。
太空上的東西
用完了回不來
還沒有能量供應(yīng)的
我們俗稱
太空垃圾
變成恒星,就不需要外加動(dòng)力了
萬有引力..
東方紅一號(hào)的飛行跟電量沒有什么關(guān)系,它在太空中飛行,太空中沒有空氣的阻力,基本上可以維持速度不變,因此,哪怕它只是一個(gè)鐵疙瘩,只要火箭賦予了他的初速度超過7.9千米/秒,只要他的速度不減,那么他就不會(huì)掉落下來。
一、衛(wèi)星足夠高,高到了地球引力不能在短時(shí)間內(nèi)把它吸過來。
注:假設(shè)東方紅要在10萬年后才會(huì)被地球引力吸的變成砸向地面的流星雨,對(duì)于壽命不過100年的人類來說10萬年和永遠(yuǎn)有什么區(qū)別嗎?
二、太空是“真空“的,這意味著在太空航行沒有大的阻力。
注:該“真空“是相對(duì)于地球而言的真空,太空中有氣體、塵埃、粒子、光子等物質(zhì),只不過太過稀薄,對(duì)于衛(wèi)星速度產(chǎn)生的阻力影響微乎其微。 而人類想要在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)絕對(duì)真空(任何顯物質(zhì)都沒有的真空),至少還得發(fā)展十萬年! 注:光子以及太陽(yáng)光也是物質(zhì)。
三、因?yàn)闆]有大阻力,所以東方紅在太空中只要經(jīng)過火箭給衛(wèi)星一個(gè)加速度后就能依靠慣性航行,直到它被太空物質(zhì)以及星球引力影響而減速到靜止,期間它會(huì)被地球引力變成流星雨……
只不過這個(gè)時(shí)間太長(zhǎng)了
衛(wèi)星圍繞地球飛行 靠的是地球的引力,就象月球圍繞地球轉(zhuǎn)是一個(gè)道理,都是地球的衛(wèi)星,只是東方紅是人造的,月亮是自然形成的。
說簡(jiǎn)單點(diǎn),東方紅一號(hào)跟月亮一樣都是地球的衛(wèi)星,月亮不通過其他方式也能一樣繞地球轉(zhuǎn)
幾百年后當(dāng)古董拉回來
借著地球月球的磁場(chǎng)牽引力,永不停轉(zhuǎn)的,除非遇上空間的殘物撞擊跌下大氣層燃燒,否則,永唱東方紅。
問這種問題的人,學(xué)過物理么?
打的比較猛,現(xiàn)在靠慣性。
你說月球是靠什么力量圍著地球轉(zhuǎn)的?
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