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“东方红1号”卫星为什么还没坠入大气层?是卫星质量比较好吗?

谈到我国航天事业的发展,就不得不提东方红1号卫星,因为它是我国发射的第一颗人造地球卫星

世界上第一颗人造地球卫星――人造地球卫星1号,于1957年10月4日在苏联发射。而我国的第1颗人造卫星发射于1970年4月24日,由长征一号运载火箭从酒泉卫星发射中心送入太空。“东方红一号”卫星重173千克,差不多相当于两个成年男子的体重,大约是人造地球卫星1号(83.6公斤)重量的两倍。

虽然晚了十几年,但该卫星的成功发射标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家,同时也意味着中国的航天事业迈出了坚实的一步。

由于是我国的第1颗卫星,所以该卫星没有太多功能,只能简单测量卫星工程参数和空间环境,以及通过卫星上搭载的无线电发射装置向地面播送《东方红》乐曲。在1970年5月14日,卫星上的电池耗尽,东方红1号也结束了其工作。不过这28天的工作寿命已经比设计寿命(20天)多了8天,算是超额完成任务。东方红1号卫星的总设计师正是孙家栋。

不过,东方红1号卫星虽然已经寿终正寝,但该卫星的轨道寿命却并没有结束,现在仍在太空中环绕地球运行,已经有50多年了。

在天上工作的卫星的寿命最高可达15年,近地轨道的卫星寿命要短一些,一般只有几年。那为什么东方红1号电力已经耗尽了,还没有从天上掉下来呢?是因为当时的卫星质量比较好吗?

其实,卫星寿命和运行是两码事。

东方红1号卫星之所以还能待在轨道上绕地球运行,没有掉下来,与卫星的质量无关,而是与它的运行轨道有关。“东方红一号”卫星在发射之初就被送入了近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。由于卫星近地点高度较高,在2009年2月份,东方红一号还运行在近地点430千米、远地点2075千米的轨道上。

根据国际航空联合会定义的大气层与太空的分界线:以离地球海平面100千米(约62英里)的高度为分界线,称为卡门线。在卡门线以上,空气十分稀薄,大气密度不到地面的1%,并且越往上越稀薄。卡门线是人造卫星的最低轨道高度。

大气层严格来说并没有明确的边界,而是逐渐融合的。370千米以上的部分被称之为散逸层,在这个高度才接近真正的真空,东方红1号的近地点位置正是处于该区间,比国际空间站的高度还高。这个区间属于大气层的最外层,卫星在此运行时所受到的阻力极小,除非有外力影响,否则卫星的运行轨道衰减得会非常慢。卫星在天上运动,如果没有阻力的话,机械能守恒,就能永远运动下去。如果当初东方红1号的近地点轨道距离地面只有200多公里,那么它早就掉下来了。

根据科学家的计算,在未来几百年内,东方红1号仍然会绕着地球运行,除非被太空垃圾等撞毁,否则短时间内并不会从天上掉下来。

其实,所有近地点轨道比较高的卫星,就算没有动力,在几个世纪内都不会掉下来。

不过,卫星不会主动掉下来,也并不完全是好事,因为随着时间的增长,太空中的报废卫星等航天器会越来越多,最终成为了太空垃圾。这对后期开展太空活动,无形中增加了安全风险。因为这些太空垃圾都在以每秒几千米的速度高速运动,仅仅一小块就能将一个卫星撞毁。

虽然现在人类还没有办法将卫星从太空中回收回来再利用,但为了减少太空垃圾,现在某些搭载有动力的新式卫星在寿命快要到尽头的时候,可以提前变轨,最终坠入大气层烧毁。

现在人类已经能够从太空中捕捉卫星,只是成本过高。再过几十年,航天技术必然能够发展得更好,说不定还能够将东方红1号带回地面,放在博物馆中展览。