東方紅一號衛星沒有燃料,為什麼還能飛整整47年?

biubiu叉會兒腰

何止飛47年?實際來講如果不主動回收它的話,會一直這麼繞地球飛下去...飛100年也沒問題!

這是個答案非常簡單但又非常有趣的問題。

答案簡單:是因為任何一顆衛星如果沒有變更軌道、自主回收這樣的功能的話,它是不需要攜帶燃料的,火箭把它送上太空進入預定軌道後,衛星在引力、慣性力的作用下在真空環境裡幾乎是“永動”的。你不碰它,它就會一直繞著地球轉。


有趣的是:早期東方紅系列衛星一共有三顆,東方紅一號、返回式衛星、同步軌道通信衛星,其中只有東方紅一號算是一顆“沒有任何功能”的測試衛星,它最主要的功能就是內置的“電子音樂盒”以短波的形式重複播放“東方紅”這首歌。

東方紅一號還是一顆自旋式穩定衛星,它身上沒有太陽能版也沒有任何電力回收裝置,這就是為什麼它只工作了一個月就“沒電了”的原因。我們當年把東方紅一號送上太空,估計就沒打算把它收回來,不是不能收,而應該是一種象徵著儀式感的對祖國的紀念。

也可能是上面的原因,東方紅一號衛星被髮射到了近地430公里,遠地點2000多公里的軌道上,這個位置到目前也算是距離地球很遠的軌道,那裡衛星不多,不擁擠、“路很寬”,航天飛機都飛不到那個地方,所以東方紅一號至今為止也沒遇到什麼“事故”,依然在繞著地球轉。


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貓眼智客-楊明慧

東方紅一號的設計壽命只有20天,但它實際在太空中工作了28天,最令大家無法理解的是,它竟然在天上整整飛了47年。

那麼沒有燃料的東方紅一號是如何做到的哪?

首先我們要明白的是衛星的壽命和運行時間是兩回事。衛星的壽命是指他的功能壽命,要實現特定的功能是需要能量的,而衛星一般都會攜帶太陽能電池板,作為自身能量的來源。但由於東方紅衛星並沒有攜帶太陽能電池板,所以等到能量耗盡也就失去功能了

但實際上衛星在軌道上運行是不需要能量的。這是因為衛星圍繞地球的的運行是靠慣性維持的,並且由於離心力與地球的吸引力相互平衡,所以在沒有空氣阻力的情況下,衛星會永遠繞地球運動,這就是為什麼47年裡,它能沒日沒夜圍繞地球做自轉的原因。

那為什麼不把衛星收回哪?

其實中國是有這樣的想法的,只是目前還沒有這樣的能力,因為東方紅一號的飛行高度在430~2075公里之間,這已經超過美國航天飛機所能到達的最高高度,也就是960公里。

除此之外,回收衛星是具有很大的風險的,而東方紅一號已經失效了,地面無法再掌控其運動軌跡,所以無法準確的捕捉到它,在太空中也很難完成回收工作

東方紅一號最終會隕落

為什麼?因為東方紅一號實際上是發射在低空軌道的。而通訊衛星為了保持其工作能力,都發射在地球靜止軌道,能夠垂直在赤道上方,與地球同步,由於受到地球引力影響,東方紅一號會慢慢靠近地球,最終在大氣層中,隨著阻力越來越大,衛星損耗也會越來越大,化為灰燼或碎片,落向地球

東方紅一號承載了中國航天人太多的記憶,如果有一天它能落回地球,我想它的殘骸一定會被成列到中國航空博物館中,作為永久珍藏。

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牛頓在思考萬有引力定律時就曾設想過,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力,當速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上來,它將圍繞地球旋轉,成為一顆繞地球運動的人造地球衛星,簡稱人造衛星。

人造衛星的運動軌道取決於衛星的任務要求,區分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、太陽同步軌道,大橢圓軌道和極軌道。

從地球參考系上看,地球衛星在一般情況下所受重力大小方向不斷變化且並不指向地心,衛星並非做勻速圓周運動.當衛星靠近地面運行時,其所受慣性離心力和科里奧利力較地球引力小得多,重力近似等於地球引力,衛星的運動近似勻速圓周運動。衛星離地面越遠,重力與地球引力差別越大,二者不可等同。

在物理學中,圓周運動是在圓上轉圈:一個圓形路徑或軌跡。當考慮一件物體的圓周運動時,物體的體積大小可以被忽略,並將其看成一質點(在空氣動力學上除外)。圓周運動的例子有:一個人造衛星跟隨其軌跡轉動、用繩子連接著一塊石頭並轉圈揮動、一架賽車在賽道上轉彎、一粒電子垂直地進入一個平均磁場、一個齒輪在機器中的轉動(其表面和內部任一點)、皮帶傳動裝置、火車的車輪及拐彎處軌道。

圓周運動以向心力提供運動物體所需的加速度。這向心力把運動物體拉向圓形軌跡的中心點。若果沒有向心力,物體會跟隨牛頓第一定律慣性地進行直線運動。即使物體速率不變,物體的速度方向也在不停地改變。即勻速圓周運動中,線速度改變(方向),而角速度不變。

一般來說,衛星軌道不是圓而是橢圓。圓是一個每一點到某個給定點的距離都相等的集合,這個給定點就是圓心。取代這個圓心(或稱為中心),橢圓有兩個焦點。一個橢圓是由所有到這兩個焦點的距離之和為常數的點組成的集合。因此,圓就是一個由兩個焦點合併成一個單一點的特例。事實上,地球總是位於橢圓衛星軌道的一個焦點上。我們稱它為開普勒橢圓軌道。

我們來看一下東方紅一號衛星的相關數據:近地點439千米,遠地點2384千米,週期114分鐘。北京時間2014年4月24日15時30分00秒數據緯度南緯53.77度,經度東經34.88度,速度7.76KM/s,高度623.63KM。

地球的半徑大約是6371KM,所以東方紅一號衛星近地點距離地心距離約為6810KM,遠地點距離地心距離約為8655KM,實際上東方紅一號的運行軌道不是正圓而是橢圓,也就是開普勒橢圓軌道。

綜上所述,雖然東方紅一號沒有燃料,但也依然在軌道上運行了這麼多年,實際上東方紅一號會因為微小的阻力使它的速度一點點的慢下來,軌道也會越來越低,最終會墜入地球大氣層化為灰燼。謝謝閱讀。


九心逍遙

你產生疑問的是:以為衛星在太空飛是需要燃料的!然而事實是衛星不需要燃料飛,帶的燃料是用來調整軌道,姿態的!因為在太空也不是絕對的真空還是有阻力的,隨著時間的推移,衛星軌道會降低,有燃料就可以把它控制在我們設定的軌道上!沒有了燃料它就沒辦法調整了,隨著時間推移,軌道降低,慢慢在大氣層內墜落燒燬!如果衛星的軌道近地點足夠高,衛星還能在軌道上待很久,但是不能工作了!衛星上的能源沒了,電子設備就沒法工作了,就報廢了!早期的衛星沒有太陽能電池板,得自己帶電池上去,電能用完就結束了!燃料帶多也沒用!現在有了太陽能板,衛星工作壽命要長很多!


中國人民很行1

東方紅衛星是由從美國回國的愛國科學家錢學森領導研製得。東方紅衛星於一九七零年四月二十四日從酒泉航天發射基地發射。設計壽命只有二十天。限於當時的科技水平,並沒有攜帶燃料。

我們知道,在地球周圍,離地球越遠,空間中的氣體越稀薄,航天器運行時受到的阻力越小。而東方紅衛星的軌道很高,所以他能夠一直圍繞著地球運行下去。當然,太空中的極稀薄的氣體,還是會使東方紅衛星的軌道逐漸下降,最終東方紅衛星將墜入大氣層中。


東方紅衛星是我國第一顆衛星,它如今早已停止了工作,據有關部門的觀測,它如今的軌道為近日點430公里,遠日點2075公里。還將穩定的在太空中飛行一段時間。



北方水木

地球大氣層外的宇宙空間是一個沒有物理引力的失重世界,所以任何空間飛行器,只要被運載火箭送入外太空,都可以在相應軌道作週而復始的運行,直至壽終正寢而達到報廢的時候:這個時候由於空間飛行器的相關元器件零部件因老化而失效,從而可能出現故障甚至失控。如果不及時處理就有可能在外太空偏離軌道,從而與其它別的國家正常運行的空間飛行器發生碰撞,以至於釀成太空事故而引發國際糾紛。碰撞後小一些的殘骸有可能被地球引力吸入大氣層,在與大氣層空氣產生高速摩擦後起火墜落大地。前些年美國有一顆失控的報廢衛星,就是被從宙斯盾上發射的標準-3摧毀後墜入大海。

空間飛行器沿地球軌道運行:


Mrttlzz99

雖然國際定義的80千米以上就是太空了,但是實際上200千米以下的空氣阻力都比較明顯,無動力轉不了幾圈甚至一圈就掉下來了,基本到300千米高的軌道上才能到一個可接受近真空無阻力的狀態,但也需要經常的速度補償,二級半火箭,還有空間站一般都在這一軌道。無它,離家近就是方便,不管出門還是回家都好使。

從近地軌道往上才是真正的宇航,三級火箭,太空擺渡車,同步轉移軌道,地月轉移軌道,都是從這兒開始出發,天文學裡的軌道設計從這兒出發,中軌道、高軌道衛星處在阻力極小的環境中,需要很長時間才能掉下來,動力系統主要用來維持姿態,掉下來雖然不容易,不過姿態跑偏還是很常見的,燃料用盡,姿態跑偏,信號丟失,就成了太空垃圾了。


wixng

應該是用的太陽能吧。

現在所有的衛星都是利用太陽能發電來帶動衛星運行的,因為衛星在發射到太空後,都是需要長時間工作的,根本無法使用其他燃料來驅動。在茫茫太空中唯一能使用的能源就只有太陽能,而且衛星的所有設備都需要電能來帶動工作的。衛星一旦進入太空就處於失重狀態,就算沒有動能它也只會漂浮在太空中,只要有微弱的動力它就可以在太空中運行,在太空中沒有阻力和地心引力,而且在太空中時時刻刻都可以接受到太陽的能量。在下覺得是這樣的吧。



劉老實大實話

東方紅一號衛星,是在距離近地軌道較遠的地方飛行,地球引力非常小。衛星繞地球飛行有一個離心力,與地球引力相互作用基本保持平衡,而且太空中幾乎沒有空氣,阻力幾乎可以忽略。所以,東方紅一號衛星在太空中飛行的動力,其實還是它最初的原始動力,由於沒有空氣阻力,(如果是絕對真空和地球引力與衛星的離心力絕對平衡),理論上它可以永久飛行下去。但是,這是不可能的,因為太空中不是絕對的真空,衛星就會受到空氣的阻力,另外,地球引力與衛星的離心力也不可能絕對的平衡,當衛星速度變慢,離心力就會變小,相當於地球引力在增加。所以東方紅一號衛星終究會墜入大氣層燒燬的。希望它能在太空中停的更久。


東方紅一號衛星

圖片來自網絡


用戶83873019633

題主你好,很高興回答你的問題。

簡介

1970年4月24日中國的第一個人造地球衛星“東方紅一號”成功發射,其由以錢學森為首任院長的中國空間技術研究院自行研製,“東方紅一號”的成功發射標誌著中國成為繼蘇聯、美國、法國、日本之後世界上第五個用自制火箭發射國產衛星的國家。雖然其早已經是一顆報廢的衛星,我們也有能力和技術攔截下來,但是其凝聚著厚重的民族精神具有特殊的代表意義,所以“東方紅一號”可能還會飛行數百年。

繞地飛行47年

東方紅一號當時的設計壽命只有20天,也就是發射後的第二個月就跟地面失去了聯繫,也不再受我們控制,目前它在近地點約441千米、遠地點約2039千米(2017年數據)的橢圓軌道上繞地飛行。衛星的能量或者燃料只是用來改變衛星速度從而實現變軌的目的,如果沒有燃料了,表明它不再受我們控制,由於它所處的位置幾乎沒有空氣阻力,所以它將維持著自己的原速度繞地飛行(它就像我們的人造月亮一樣)。如果沒有人類干擾,它將會繼續繞行下去。(所有圖片來源網絡,侵刪)

簡單的說:其受地球的萬有引力,使其繞地球進行圓周運動,這就是高中的物理知識。



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