东方红一号的设计寿命只有20天,但现在已经运行了47年,没有燃料,它是怎么运行的?

fifwig


大部分卫星是没有动力的,在轨道依靠动量轮或者自旋稳定保持姿态即可。

通常说一些航天器寿命到了,毁掉回地球。这些通常是一些轨道比较低的航天器,例如各种空间站。空间站和其他载人航天一般在距离地面300到400公里之间的范围。这个高度不算太低,受到逃逸大气产生的阻力比较小,更方便补给火箭运输。这个高度也不算太高,否则会受到强烈的辐射,地球磁场没法好好保护。

所以这些航天寿终正寝,经常会掉下来。但是东方红一号的轨道比较高,所以到了寿命,上面的功能失效,但是依然还会在轨道运行。


我们东方红一号设计寿命20天,实际工作寿命28天。

截至我写到这里的的时候,东方红一号两行式轨道根数为如下:

1 4382U 70034A 18188.92112643 -.00000398 +00000-0 -47116-4 0 9990

2 4382 068.4213 176.2813 1047504 054.9193 314.5611 13.07668536265787

轨道偏心率:\t0.1047504,轨道倾角:\t68.4213° ,近地点高度:\t435 km,远地点高度:\t2029 km,升交点赤经:\t176.2813°,近地点幅角:\t54.9193°,每日绕地圈数:\t13.07668536。

东方红一号近些年轨道越来越高,按照这个趋势,永远不会掉下来。具体因素很多,例如月球或者其他天体摄动力之类的。


蛋科夫斯基


↑东方红一号↑

东方红一号寿命有多久?

东方红一号作为中国发射的第一颗卫星,其设计功能和寿命如下:

  • “东方红一号”卫星的主要任务是进行卫星技术试验、探测电离层和大气层密度。“东方红一号”卫星除了装有试验仪器外,还可以以20.009兆赫的频率发射《东方红》音乐(音乐盒由502所研制),该星采用银锌电池为电源。
  • “东方红一号”卫星设计工作寿命20天(实际工作寿命28天),期间把遥测参数和各种太空探测资料传回地面,至同年5月14日停止发射信号。

也就是说,在1970年的5月14日就已经耗尽了全部电力,并丧失了全部功能。

卫星的寿命和运行时间是两回事

卫星是具有一定功能的,要实现这些功能就需要能量,那些需要长时间工作的卫星一般都会携带有太阳能电池板,作为自己能量的来源。但是东方红卫星并没有携带太阳能电池板,所以很快就能量耗尽、没有任何功能了。

但是卫星在轨道上运行,是不需要能量的。

这是由于卫星围绕地球的的运行是靠惯性作用,并且由于圆周运动时候的离心力与受到地球的吸引力相互平衡,所以在理想情况下没有空气阻力作用的话,卫星会永远绕地球运动。这也是为什么东方红一号可以连续四十七年还在地球轨道上运动的原因。

实际上东方红一号最终会陨落

只是实际上东方红一号运行的轨道附近还是会有稀薄的空气不断与卫星发生摩擦,所以卫星速度下降、其轨道位置也会逐渐下降,并且越下降大气愈发稠密、卫星动能耗损越快,卫星的下降速度也越来越快,最终卫星会坠落地球、并且在与大气的剧烈摩擦中化为灰烬。

我们能够看到东方红一号吗?

实际上是可以的。

比如说,我在网站n2yo.com上就可以搜到东方红一号的实时位置。链接地址如下:

https://www.n2yo.com/satellite/?s=4382

这是一个非常有意思的事情,可以看到这颗快要五十岁的卫星的实时位置。

而且有一个非常惊人的事实就是:我们可以用肉眼看到东方红一号卫星!

比如说在东方红一号卫星45岁生日的时候(2015年4月29日),北京天文馆朱进老师微博发文“东方红一号卫星45岁生日过境北京”,并配发了他拍摄的照片。

↑朱进老师拍到的东方红一号卫星↑

图中的那个最亮的点就是东方红一号。甚至于我记得看过一个纪录片,在东方红一号发射成功后的那几天,全国各地都组织人民群众夜里观看东方红一号从自己的头顶飞过。

关于东方红一号的漫画

总之,让我们记住这些英雄。


SilentTurbine


先回顾一下那个激动人心的时刻吧\n

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柳小庆


东方红一号是于1970年4月24日21时35分发射成功的,设计工作寿命是20天,实际工作时间是28天。但是由于东方红一号发射的近地点高度较高,因而直到现在仍然在轨道上绕运行。

而为何东方红一号设计寿命只有20天,却能一直在轨道运行?这主要是由于它做绕地运行的向心力是由地球对它的万有引力提供的,即

(mV*V)/R=G*(M*m)/(R*R)

而当东方红一号被为卫星送入轨道时,轨道半径R已经确定,绕地运行线速度V也已经确定,其必定大于等于第二宇宙速度11.2千米每秒。又由于引力常数G、地球质量M、卫星质量m均为定值,因此卫星可以保持线速度V不变。因此运行47年,东方红一号的近地轨道只是从439千米变为434千米,而远地点轨道也只是由2384公里变为2030公里。


地震博士



是的,东方红一号卫星早已没了燃料,但还能运行了这么久,主要是因为它不再需要燃料,靠惯性继续高速围绕地球运行。

大家知道,太空中空气极为稀薄,卫星运行中受到的阻力极小,所以卫星此时并不怎么需要动力,而且东方红一号卫星个头比较小,而且是72面体,这又大大减少了在太空中受到的阻力。

一个航天器会不会坠毁关键是看它的近地点高度,大气层是航天器轨道降低并重返大气层烧毁最关键的因素,因为大气的阻力会使失去动力的航天器越来越慢,最终降低高度以致被地球的大气和引力束缚,特别是低于200公里时会断崖式下降,快速坠毁。

东方红一号卫星于1970年4月24日发射时的椭圆轨道,近地点在439公里,远地点2384公里,根据最新观测,东方红一号轨道的近地点在434公里,远地点在2030公里,也就是说,运行了近五十年轨道几乎没有降低,说明这颗卫星至少还能运行上百年时间,甚至有可能永远也不会掉下来。


震长


还记得小学时学习了一篇课文,纪念东方红一号,可是我早已不会背了。东方红一号的设计寿命只有20天,而且我们国家还没能够成功将其收回,为什么?

因为这可人造卫星不是一颗普通的人造卫星,它的政治任务要远大于它的实际科技探索任务。

东方红一号卫星,发射于1970年4月,我们都知道这个时期的性质。这颗人造卫星是中国空间技术研究院自行研制的。它的成功发射标志着我国成为继苏联、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。

从1957年,世界上第一个人造地球卫星由苏联发射成功,随后美、法、日相继发射人造卫星,为了跟随老大哥的脚步,赶英超美,1958年第八次全国代表大会二次会议上,毛主席就提出了我们也要造人造卫星,而且要搞得大一点。接着,7年内就拿出了具体方案,12年就发射成功。在技术和设备贫瘠时,仍能以如此快的时间完成这项浩大的工程,我们国家想要变强大的心太急切了。

所以技术加设备和时间的仓促,东方红一号人造卫星只能工作20天,其使用的并不是太阳能电池板,而是化学电池(银锌电池),因此寿命大大缩减。它实际在太空中工作了20天,之后面失去了发射信号,与地面失去了联系。当然,在运行期间,卫星把遥测参数和各种太空探测资料传回地面。东方红一号至今仍在轨道上,2009年有观测表明,东方红一号还在近地点430千米,远地点2075千米的轨道。

东方红一号没能被收回,是技术问题,还是其他问题我们已经无法得知,总之,政治任务完成了。

目前,东方红一号还能在上面漂浮的原因是惯性作用。就像扔铁饼,如果运动员不把铁饼扔出去,即使她丢到铁饼,铁饼在惯性的作用下还要绕个圈,只是由于重力原因,方向变化,最终落地。这是高中时的物理知识。但是,东方红一号最终会陨落。为什么?因为东方红一号实际上是发射在低空轨道的。而通讯卫星为了保持其工作能力,都发射在地球静止轨道,能够垂直在赤道上方,与地球同步。这种卫星一般工作很长时间才会收回。地球静止轨道对到半径是42164.169km要远大于东方红一号的轨道半径。因此东方红一号会围绕地球运行,受到地球引力影响,慢慢靠近地球,最终在大气层中,阻力越来越大,卫星损耗也会越来越大,化为灰烬或碎片,落向地球。

我们记得它成功发射的模样,却经常忘记它有没有回来。


镁客网


四十五年,人生能有几个四十五年!四十五年前将它送上天的科学家如今可能已不是全都健在,但它依然在辽阔的苍穹遨游,面对如此,苏大学士也曾发出寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟的慨叹。

对了,月球也没能量啊?怎么不掉下来呢?

超长待机的东方红一号

东方红一号设计工作周期就是20天,因为它的能源来源于化学电池,需要注意,这个二十天不是说二十天后卫星就陨落,而是可以像地球发射信号,传输太空资料工作二十天,因为发射成功后靠惯性就可以绕地球飞行,地球的万有引力提供向心力,一直进行圆周运动,因为设计的工作时间短,二十天内轨道不可能由于摩擦阻力有大的变化,所以不需要后备动力来变轨,其实我们那时的火箭也不具有变轨能力。

不陨落的另外一个原因就是发射轨道近地点高,由于发射进入椭圆轨道的技术比圆形轨道的技术要求低,东方红一号近地点高度400多千米,远地点高度达1600多千米。

东方红一号里程碑式的意义

东方红一号卫星于1970年4月24日,日本是同年1月11日发射的大隅一号,由于晚几个月的时间,我国成为了继苏联、美国、法国和日本之后,世界第五个依靠自己的力量成功发射人造地球卫星的国家。在上世纪七十年代,我国经济水平相对落后,物质贫乏,东方红一号的成功发射,不仅振奋人心,成为引领中国航天事业的旗帜,也让世界各国对我国刮目相看,因为承担发射第一颗人造地球卫星的火箭也是由我国自主研制,是从我国东风-3导弹基础上发展而来,这种中程导弹射程可达2700公里。

虽然发射时间落在法国和日本后面,但东方红一号体积更大,更强壮,外表经过专门设计,更豪华,从地球上更容易被观察,而法国的阿斯特克斯1号和日本的大隅一号在地面上根本无法观察到,且日本的大隅一号于2003年已经陨落。东方红一号对于我国的航天事业具有里程碑的意义。


五月21号


东方红一号的设计寿命只有20天,但现在已经运行了47年,没有燃料,它是怎么运行的?

2017/08/12 14:14

谢邀。简单说,一颗卫星在地球轨道上,是不需要燃料就可以运行的。只要超过第一宇宙速度,它在地球周围,就能依靠地球给它的重力作为向心力,不断进行圆周运动,维持下去。

设计寿命中的燃料,主要用于进行其他复杂运动,如变轨等。燃料用完了,卫星就不能再接受地面指示,完成诸多任务了,但单纯待在轨道上一圈圈地运行还是没问题的。


巴山夜雨涮锅


东方红一号距离地球最近的距离也有440千米的高度,它能够运行靠的是地球引力提供的向心力,依靠惯性一直在运动,力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因,并且真空环境阻力较小,所以才可以运行将近50年的时间也不坠落。

而回收东方红一号的风险较大,难以精准地捕捉到它的动向,与其冒着风险做一件没有意义的事情,倒不如让它一直绕着地球运行更具有意义。


科学薛定谔的猫


46年前,1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

让我们伴随着《东方红》的乐曲,重温46年前新华社向世界播发的一份电文-~

延伸阅读:

“两弹一星”功臣姚树人逝世 为东方红升空立功

“东方红一号”被拍到 45年后仍在绕地球飞行18

1958年秋,赵九章等科学家组团访问苏联,希望学习航天技术,却受到冷遇。赵九章感慨地说:中国发展人造卫星要走自力更生的道路。科学家们建议,根据国情先从研制探空火箭起步,逐步发展航天技术。建议得到了中央的采纳。

“新华社四月二十五日讯:一九七0年四月二十四日,我国成功地发射了第一颗人造地球卫星。卫星运行轨道,距地球最近点四百三十九公里,最远点二千三百八十四公里,轨道平面和地球赤道平面夹角六十八点五度。绕地球一周一百一十四分钟。卫星重一百七十三公斤。用二0.00九兆周的频率,播送《东方红》乐曲……”

听得见

在宇宙“唱”响《东方红》的“神器”长什么样?

几经找寻,我们在北京航天城中国航天科技集团五院502所里找到了“东方红”乐音盒的“双胞胎”兄弟--备份乐音盒。

这个小兄弟保存完好,金色外壳和“东方红”三个字锃亮发光。

它的“孪生哥哥”是怎么“唱”《东方红》的呢?

科研人员从火车站的钟声中受到启发,用电子线路模拟铝板琴演奏清晰悦耳的《东方红》乐曲。从“音键”的选择、调配,到所有元器件、材料和测试仪器,经过上百次试验,终于取得了令人满意的效果。

测控站将接收到的东方红一号卫星传回的音乐信号录制成磁带,专机送往北京,供中央人民广播电台向全世界广播。当年在发射东方红一号的酒泉卫星发射中心测量站任技师的侯同来说:“我专门跑到主机房去听卫星播送的《东方红》,觉着特自豪!”东方红一号发射成功,标志着中国成为世界上第五个能够独立研制和发射人造卫星的国家。

新加坡《民报》说:“中国成功地发射了第一颗人造地球卫星,从天外飞来的音波,不但震荡了举世的人心,也使美、苏两国闻之相顾失色。”

1957年10月4日,世界上第一个人造地球卫星由苏联发射成功。它的呼叫信号是滴滴答答的电报码,遥测信号是间断的。

看得见

它飞得那么遥远,肉眼能看见么?

东方红一号的外形为近似球体的72面体。尽管72面体的外形设计能使卫星在旋转时闪闪发光,但由于卫星直径只有1米,本体亮度只相当于六等星。

聪明的中国人自有办法!七机部第八设计院(现中国航天科技集团五院508所)专家们想出了“借箭显星”的妙招。

长征一号第三级火箭跟卫星一起入轨,如果能找到火箭,就能找到东方红一号了。

专家们做了一条聚酰亚胺绸“围裙”,把第三级火箭包起来,表面镀上铝。火箭随卫星入轨后,“围裙”撑开直径达4米。阳光照射下,亮度接近可观察的二等星。

1970年4月25日晚8点29分,卫星飞经北京上空。

大地沸腾了!在全国各地,人们激动地仰望着太空,仔细寻找着那颗中国星。许多4月24日这天出生的婴儿,不约而同地有这样一个名字--“卫星”。

当时,我国对卫星飞经各国首都上空的时间进行了预报,以便各国观测,在国际上引起强烈反响。

东方红一号卫星,在跟踪手段、信号传输形式和星上温控系统等技术方面,均超过了苏美等国首颗卫星的水平。

上得去

“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。”

运载火箭进入空间的能力是探测和利用空间的前提与基础。长征一号标志着中国具备了进入空间的能力,标志着中国驶入了走向太空的“快速路”。

虽然,东方红一号“小几岁”,但是把它送入太空的我国第一枚运载火箭长征一号也是“蛮拼”的。

从托举各国第一颗卫星的质量记录看,长征一号“举重若轻”。

来自长征系列火箭的摇篮--中国航天科技集团一院的数据显示:中国第一颗人造卫星质量比前4个国家首颗卫星的质量总和还要多近30千克。

在地球上向远处发射炮弹,当炮弹速度达到7.9千米/秒时,不再落回地面,而绕地球做圆周飞行。这就是第一宇宙速度V1,也是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动必备的速度。

长征一号运载火箭一、二级选用液体燃料,第三级采用固体火箭。火箭全长29.46米,最大直径2.25米,起飞推力104吨。

长征一号是怎样让东方红一号达到V1的?

早在1958年,毛泽东就提出:“我们也要搞人造卫星。”

中国科学院开始了人造卫星的规划工作。“开始以为很快能搞成,随后发现条件不够,科技人员缺乏基础理论知识。”96岁还在坚持工作的王希季院士接受新华社专访时说。

1964年,中国相继成功发射了第一枚弹道式导弹、爆炸了第一颗原子弹。一系列进展为发展人造卫星奠定了基础,卫星计划被重新提上议事日程。

“周总理主持中央专委会议,原则批准了中国科学院关于发展我国人造卫星工作规划方案建议,确定整个卫星工程由国防科委负责组织协调,代号651。全国的人、财、物均为651开绿灯。”任务的行政负责人戚发轫院士回忆说。

第三级

1965年,诞生于四川泸州的我国首个固体火箭发动机研究院所——七机部第四研究院北上搬迁到呼和浩特,扎根在内蒙大青山脚下。现在,它属于中国航天科工六院。

“当年的条件之艰苦是现在的年轻人难以想象的。没有天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊的诗意画面,有的是满眼荒漠和夜间出没的野狼。科研人员和农民一起住在‘干打垒’的土房子里,主食不够土豆充饥,埋头画图设计。”院里的老同志说。

参加了长征一号第三级固体火箭研究、设计、试制、试验直至发射飞行的全过程陈克明清晰记得当年那段“压力山大”而又激情燃烧的岁月。

“1966年11月29日,杨南生副院长向我和另外4名同事传达了七机部关于研制长征一号火箭第三级固体火箭发动机的指示和要求。在那个动荡的年代,杨副院长奔波在方圆十多公里的厂区,把骨干动员出来工作。”陈克明说。

功勋试车台,默默记录着当年惊心动魄的一幕幕。

为了抢建高空模拟旋转试车用的试验设施,杨南生累得坐骨神经痛。人们常常心疼地看到他不得不用单腿蹬车。

1968年1月26日,白毛风肆意呼啸。高高试车台上,长征一号火箭第三级固体火箭第一次旋转试车开始了。杨南生让下属们往后退,自己在最前面。双眼紧紧地盯着即将喷火的地方。

30秒,15秒,没能往下数,发动机爆燃,脱缰野马般吼叫着飞出试车台……

杨南生立即组织力量检查、分析。他指导工作人员先后解决了脱粘和燃烧后某种成分沉积的问题,后19次试车,均获成功。

“正是第三级固体火箭在‘最后一公里’的有力一推,将中国人的首枚人造卫星提速到第一宇宙速度,实现绕地飞行。”王希季说。

赤胆忠心铸“箭心”。

钱学森曾这样评价:中国固体火箭发动机取得的成绩,完全是靠自力更生得来的,没有外国援助,没有经过仿制的阶段。这是一个伟大的成绩,是中华民族的骄傲。

卫星总体组组长何正华建议将卫星命名为“东方红一号”,并在卫星上播放《东方红》乐曲。提出这个建议时,研制者们热情很高,但中央批准后,就倍感压力。如果卫星上天后,乐曲变调或不响在当时是重大政治问题。在沉重的思想负担下,研制人员们做出技术上的探索,解决了乐音变调等一系列问题。

算算算

互联网时代的我们,难以想象当年为发射一颗卫星,要付出多么艰苦的计算。

中国航天科工集团二院退休老专家宋庆元的青春就是在为国之重器算、算、算中度过的。

“单位只有一台计算机,大部分时候用手摇计算器。计算一个弹道耗时一个月。计算纸垒了一房间。我们不知道具体为什么算,但知道在为国家做很重要的事,所以夜以继日。”80岁的宋庆元女士说,自己21岁一毕业就进入国防科工领域。

耄耋之年,那个“很拼”的年代的“很拼”生活时常在她脑海回放。

“那会我第二个孩子特别小,刚会跑。我一出家门,孩子就追在后面,哭喊妈妈。家里老人就跟在孩子后面撵。我心里酸酸的,但一想到工作重要,还是一天天坚持。”

直到发射成功后,宋庆元才知道自己算的是中国首枚人造卫星轨道数据。

“那一刻,觉得所有辛苦都是值得的。”宋庆元说。没想到,更大的惊喜在后面。作为东方红一号研制人员的代表之一,她被邀请“五一”劳动节上天安门。

“先是周总理进来了,他向同志们问候辛苦了。8点左右,毛主席出现在城楼上,挥着手走向大家。后来,他微笑着和我们一一握手。我特别激动,幸福的泪水夺眶而出。”宋庆元说。

 新起飞

东方红一号设计工作寿命20天。但它实际在太空中工作了28天。

它的外形为近似球体,依靠银锌电池供电。“球形设计兼顾多方考虑。”曾担任东方红一号卫星总体组副组长的潘厚任说:一是可使卫星有较大的结构利用空间;二是在平面上粘贴太阳能电池片比在曲面上粘贴更方便可靠。东方红一号采用自旋稳定方式,有利于降低能耗。

“虽然早已停止工作,但东方红一号还在太空中飞行。”长征一号火箭轨道组组长李颐黎说。

整整飞了46年,那么东风红一号是从哪起飞的呢?

大西北的巴丹吉林沙漠边缘,中国酒泉卫星发射中心从当年鲜为人知崛起为世界知名航天发射中心。

“1958年10月,中国酒泉卫星发射中心正式组建。当时,国家财政十分困难,党和政府举全国之力来建设我国的第一个综合导弹试验靶场。就拿中心的这条铁路来说,当时就投入了5960万元,而当年全国一年的财政收入才370多亿元。”中国酒泉卫星发射中心党委书记夏晓鹏说。

戈壁沙丘下的指控室里,当年使用过的仪表设备显得简陋陈旧,只有墙面的标语依然醒目:“一定要在不远的将来,赶上和超过世界先进水平!”

赛跑还在继续。

与老塔架遥相呼应的,是载人航天工程宏伟气派天蓝色新塔架。

1992年,中国载人航天工程正式启动,酒泉卫星发射中心以其独特的环境条件和雄厚的科技实力,被确定为载人航天发射场。

迄今为止,这里先后发射了99颗卫星、10艘飞船和“天宫一号”目标飞行器,组织实施了一千多枚各类火箭试验,创造了在我国航天事业发展史上诸多“第一”。

中国航天,风雨兼程一甲子,正迎来新的起飞。


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