中国第一颗卫星东方红一号,如今是太空垃圾吗?

创意风向标


东方红1号是我国第一颗人造地球卫星,1970年4月24日21时35分由长征一号运载火箭在酒泉基地发射升空,由于其搭载的是化学燃料电池,设计寿命只有20天,实际在太空工作了28后就与地面失去了联系,虽然已经过去了近50年,至今东方红1号仍旧在围绕地球旋转,并没有坠落。



从严格意义上来讲,已经无法进行工作的无用人造天体都应当被视为太空垃圾,因为它占据了有限的近地轨道,并对其他工作状态的人造天体有一定安全威胁,从这个角度分析,东方红1号确实已经成为了太空垃圾,但是从国人的情感来讲,东方红1号承载了太多民族的期许和希望,因此它的存在仍然可以视为特殊年代永不坠落的红色辉煌。
(东方红一号设计成72面亮色铝壳体,可以直接用肉眼观察)

一般来说,人造卫星在失去动力后,最后的结果都是被地球的引力捕获,最后再入大气层被烧毁,因为即使在几百公里的太空,依旧有稀薄的大气分子存在,卫星在运行一段时间后,受到微弱大气的阻力,速度会越来越慢,如果不及时进行机动变轨和加速,那么当速度低于第一宇宙速度(7.9千米/秒)时就会被地球引力牵引,最终坠毁!

那么东方红1号为什么运行了这么久还没有坠毁呢?主要跟东方红1号的轨道高度有关,东方红1号发射之初,近地点高度为429千米,远地点为2036千米,在这个高度大气层几乎已经忽略不计,空气阻力也是几乎没有,因此东方红1号速度下降的非常缓慢,要知道天宫一号的运行高度只有200公里左右。



第二个就是东方红1号的运行轨道是个椭圆形,这种轨道在从近地点向远地点运行过程中可以利用地球向心力以及月球或者太阳的引力进行自我加速,从而维持自身运行状态,许多探月卫星也是利用这种轨道进行变轨加速,最后脱离地球引力,飞向深空的。因此在半个世纪之后,东方红1号的轨道不降反升,根据2018年的最新数据,东方红现在的近地点高度达到了435千米,远地点为2041千米,这或许就是神秘的东方力量吧!
(嫦娥一号变轨加速过程)


军史吐槽君


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魂舞大漠


我国第一颗卫星,东方红一号遨翔太空、永不坠毁。它不是一颗垃圾,它是一个活标本,为什么没有燃料推进却永不坠毁,这是一个值得科学界深入研讨的问题!或许网友会笑,这不废话吗?高中物里,牛顿力学不是解释得很清楚吗?卫星升空后,只要有合适高度和初速度在地球引力作用下就会一直绕地球飞行,永不坠落。其实这只说对了一下半,还有别外两个条件。一是卫星整体密度足够大,试想一个空纸箱发射升空后会绕地球飞行吗?二是地球必须得公转,正因如此,地球公转时通过万有引力对卫星有牵引、甩转、加速作用,并且这种作用力会对卫星作功,所作功为卫星飞行提供动力,所以卫星会周而复始绕地球飞行!当卫星整体密度不够大时,这种甩转作用力不足克服飞行阻力,要吗坠毁、要吗用燃料推进!反观东方红一号,建国初期技术工艺差,整体密度大,正多面体,飞行阻力小,地球确实在公转吧,因此永不坠落!牛顿力学对卫星的解释怱略了地球确实在公转这一重要因素,也正是这一因素掩盖了牛顿所犯错误,牛顿力学对卫星的解释本质上是惯性定律的另一种说法而己,因此,美中不足!卫星、天体运动本质上是一种甩转运动!只有甩转理论才能完美解释卫星、天体运动原理!详情参阅<原创新观点之一:甩转假说>。



青山绿水250400698


首先定义什么是太空垃圾?

太空垃圾(space debris或space junk),是指在绕地球轨道上运行,但不具备任何用途的各种人造物体。这些物体小到固态火箭的燃烧残渣,大到在发射后被遗弃的多级火箭甚至失效的卫星。它们有撞击其它航天器的风险,某些太空垃圾在返回大气层时也会对地面安全造成威胁。由于太空垃圾以轨道速度运行,若与它们相撞可能会严重损坏尚在运作的航天器,甚至威胁到宇航员在舱外活动时的生命安全。其危害极大。

那么根据这个定义,东方红一号卫星满足了现在在绕地球轨道上运行,但不具备任何用途的各种人造物体的这一个条件,所以东方红卫星也是属于太空垃圾了。因为当时东方红一号没有太阳能电池板,无法将太阳能转为电能,仅靠内部电电池来支持运行,设计寿命20天,实际受控时间为28天,超出了设计要求。已经是当时科技很了不起的成就了。当然,各国卫星失效了,都是太空垃圾,毕竟失效了,谁也没法控制。

实际上,经过几十年的航天发展活动,中段反导活动,现在地球轨道上太空垃圾数量都是很大数量级别的了,低轨道的太空垃圾会在地球大气层薄弱的阻力下,降低轨道,最后最终落到地球大气中燃烧殆尽,质量大的话,就是会有部分没有烧蚀完的落到地面上。

最重的太空垃圾是俄罗斯“和平”号空间站,迄今为止它是地球轨道中最重的物体。服役15年的“和平”号空间站于2001年3月23日自杀式坠入地球大气层,重达286600磅的空间站虽然多数在穿越大气层时燃烧,仍有1500个残骸碎片落在地球表面。


科技大擂台


虽然这么说可能很多人难以接受,但确实,东方红一号目前已经属于“太空垃圾”的范畴了。

我们先来看一下“太空垃圾”的定义。

太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片,是宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体,包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片与报废的卫星,航天器表面材料的脱落,表面涂层老化掉下来的油漆斑块;航天器逸漏出的固体、液体材料;火箭和航天器爆炸、碰撞过程中产生的碎片 。

定义中有一句话说的很清楚:“除正在工作着的航天器以外的人造物体”。后面也说了,包括报废的卫星。那东方红一号是个什么情况呢?

实际上,由于东方红一号发射初期技术条件的限制,卫星上使用的是银锌电池,和我们的纽扣电池原理类似,属于化学电池的范畴。因此,东方红一号的设计寿命只有区区二十天。和现在动辄几年甚至十几年的工作时间是远远比不了的。而实际上东方红一号的工作寿命是28天。因此,严格来说,东方红一号从上天28天电池能量耗尽后,就已经成为一个太空垃圾了,并且四十多年来,东方红一号一直作为一个太空垃圾飘荡在太空。

不过虽说东方红一号是一个太空垃圾,但和大部分太空垃圾不同,东方红一号的质量和体积在太空垃圾里都不算小,它的特殊外形也使得人类可以轻易观测到它,因此东方红一号的轨道实际上处于一种随时可以预测的状态。发射卫星前只要能够准确预知到东方红一号的轨道信息,是不会发生碰撞现象的。因此,东方红一号作为一个“太空垃圾”并没有那么危险。

现在东方红一号仍然孤零零地飘荡在太空,在遥远而寒冷的空间默默注视着中国航天事业的蓬勃发展。不过作为新中国第一颗人造卫星,太多的人对它有特殊的情感。就我个人而言,还是希望将来航天事业发展到一定程度的时候,在不影响我们正常的科研工作任务的前提下,可以把东方红一号卫星接回地球。

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张家小智儿


随着现在科技的飞速发展,仅仅只有海洋和陆地是满足不了现在的需求的,人类天生就有探索精神,自古以来都对宇宙有着深深的向往,而探索宇宙的发方法之一就是向宇宙发射卫星,但随着各国卫星发射水平的提高,使地球外面的卫星数量来越多,那么废旧卫星的数量也在不断增加。在不同的时代,人类总有不同的困扰,波澜壮阔的航天时代也不例外,其中最让人头疼的莫过于太空垃圾,那么卫星一旦过了服役期,就会成为太空垃圾吗?如果是的话岂不是危害很大,但当真相曝光后发现,原来是我们多虑了。

首先来了解一下什么是太空垃圾,几乎所有的航天活动都依赖航天发射,在发射中随着燃料的消耗,火箭会将多余的负重逐渐抛弃,比如火箭第一级、助推器、载人火箭的逃逸塔和整流罩,它们都会落回地球,而火箭的第二级、上面级等残骸和未烧完的燃料都将进入轨道,寿命最长的通信卫星使用时间不会超过10-15年,一旦它们的生命结束,它们就会留在轨道上,变成太空垃圾。

另一个更可怕的是太空垃圾之间的碰撞,然后无限数量的增加,他们相互碰撞,可能比几何级数增长更夸张,在短短几个月,两颗卫星之间的碰撞垃圾几乎淹没它们的轨道,形势不容乐观。

太空垃圾的危害也很大,绝大多数的垃圾在不到500公里的近地轨道,上面的速度通常是7000米每秒,相当于7倍左右狙击步枪子弹的速度,有这样大的重力势能和动能,如果一旦成功落在地球上,后果简直不堪设想。

幸运的是,有很多方法可以防止老旧的卫星成为太空垃圾,作为地球的最后一道防线,大气层可以燃烧掉九成以上的陨石和太空垃圾,保护着地球上的安全,迄今为止,还没有发生过说是由于废旧卫星的坠毁而造成有人员伤亡或财产损失的事件,因为报废的卫星将会在在地面人员的控制下,在重力的作用下不断地从最初的轨道下降,因为地球的高度逐渐降低,在最终的过程中进入大气层烧毁。

除此之外还有办法就是在卫星上安装像船帆一样的装置,能够让太阳吹出的风渐渐把卫星吹到地球大气中或者吸入太阳燃烧,或者有工具直接捕捉太空垃圾,但最好的解决方案是在卫星和火箭设计时就未雨绸缪,开始就让卫星携带足够多的燃料,然后在卫星接近生命的终结的时候,使用最后的燃料,自己飞行到更远的地方,或者自己坠入地球燃烧。


紫龙防务观察


这要看怎么去界定,如果从历史意义的角度看,我们叫太空遗产。以后有太空旅游了,大家就可以看看这是中国的第一颗卫星,至今还在轨道上呢。这和阿波罗计划中的登月点一样,被列入了人类遗产,以后要是月球被开发,这些地方是不能动的。

那么处理太空垃圾,方法有很多,比如美国,试图把大气脉冲出大气层外,与太空垃圾碰撞,使得太空垃圾减速再入大气层。

英国、中国、俄罗斯、瑞士基本的想法是一致的,就是发射一颗清理卫星,收集观测到的太空垃圾,然后,要么把这些太空垃圾往外推,要么就是拉回大气层烧毁或者拉回地球往太平洋扔。

要同时满足可以把太空垃圾往外推或者往回拉的工作机制,那么这颗清理卫星的体积就要很大,才能有足够的能源在外太空进行再加速,所以也就俄罗斯主要在进行这个研究。更廉价办法是,制造一颗小卫星,展开一张超大的薄膜收集太空垃圾,减速到一定程度,坠落大气层。


太空伊卡洛斯


不请自来。

要回答这个问题,就要先了解下什么是太空垃圾。 一般来讲,我们将废弃的围绕地球飞行的人造物体叫做太空垃圾。它的来源非常广泛,如“退休”的卫星;报废的火箭助推器;宇航员作业时留下的航天服、工具铲、老虎钳、相机、牙刷;航天器漏出的固体、液体,以及航天器碰撞过程中产生的碎片,等等,所以太空垃圾的专业名称又叫轨道碎片。

那么题目中提到的东方红一号是不是太空垃圾一目了然。自从东方红的歌声自1970年4月24响彻太空以来,东方红一号已在太空遨游了48年,估计它还将运行数百年。但意外的是,东方红一号的设计寿命只要20天,在工作了20个日夜后,东方红一号已经耗尽了电力,丧失了全部功能,成为近地轨道的一颗不受控制的报废卫星,不可避免的成为大号太空垃圾。

太空垃圾数量众多,且近年来随着人类太空活动日益频繁还在迅速递增。此前美国有一项数据显示,截止2016年底,被监测的太空垃圾有近1.8万个。

可不要小看这些太空垃圾,他们是一系列太空事故的“行走的杀手”,时刻威胁着太空探索的飞行器。1983年“挑战者号”航天飞机与直径0.2毫米的涂料碎片相撞导致舷窗破损,2009年美国通信卫星与俄罗斯废弃卫星相撞而粉身碎骨,这样的例子举不胜举。飞行器高速飞行,与太空垃圾相撞后果严重,轻则受损提前返回,重则粉身碎骨成为新的太空垃圾。

太空垃圾遍布地球近地轨道,严重威胁着太空探索天体的安全,据数据显示,为了避免太空事故,国际空间站每年规避飞行14次,为此付出巨大的人、物力,延误了试验工作,并且耗费大量的燃料。

太空垃圾的安全隐患已成为国际共识,各国都在着力处理太空垃圾。一方面尽可能减少太空垃圾,例如将“寿终”的卫星及时变轨回收或销毁;另一方面也研究和加强碎片垃圾的处理。

对于东方红一号来说,即使是“太空垃圾”也是全体国人的珍宝,不排除将来技术发展到一定程度,东方红一号有回家的一天。


留白说


额,怎么说呢,“太空垃圾”这个词是被大众化叫出来的,真正的名字叫“Space debris”,意思是“空间碎片”,其中“debris”就是“碎片”的意思,而在最开始“Space debris”这个术语指的是太阳系中的那些自然碎片,比如流星、彗星以及小行星等,直到1979年NASA提出“轨道碎片(Orbital debris)”的计划后,才渐渐开始把地球轨道上的各种人造物体残骸、碎片称为“Space debris”或者“Orbital debris”,所以,我们平时叫的“太空垃圾”其实是在翻译过来后的一种大众化叫法,正确的专业叫法应该称之为“空间碎片”或者“轨道碎片”!

当然 ,今天空间碎片的定义除了地球轨道上的那些人造物体碎片和残骸外,也包括了不再为人类工作的各种航天器,比如那些早就超过了使用寿命,已经停止为人类服务的众多人造卫星,刚好,我国的第一颗卫星“东方红一号”也在这个范畴,因为“东方红一号”卫星早就已经停止工作了,她的设计寿命其实只有20天,从1970年4月24日21时35分发射升空起,到1970年5月14日停止工作,并与地面失去了联系后,从那时起“东方红一号”就已经算是“Space debris”的一部分了!

所以,从学术上去定义,“东方红一号”卫星就是“Space debris(空间碎片)”,你非要把她叫成通俗易懂的叫法“太空垃圾”也是一样的意思,反正就是一种叫法罢了,没什么特殊意义在里面,最后再说一下,虽然“东方红一号”卫星早就停止工作了,但即使是在今天,这个卫星仍然在她的轨道上运行,也就是说,从1970年到现在,“东方红一号”已经在轨道上运行了49年,快半个世纪了!为什么不会掉下来?

这个就跟“东方红一号”的轨道位置有关了,她的近地点轨道是比较高的,有439公里,至于远地点,就更不用说了,达到了2384公里,那么导致卫星轨道变低甚至重返地球而被大气烧毁的主要因素是什么呢?就是地球大气层的影响,因为大气密度会对卫星起到减速的作用,也就是消耗卫星的能量,虽然超过了100公里高度的卡门线之后(卡门线为理论上的外太空和大气层边界),那里的空气密度就可以忽略不计(大概只有地面的一亿分之一),但是大气密度低不代表完全没有影响,时间一长,这种轻微的影响也同样会累积!

因此,轨道高度在300~400公里范围内的航天器是仍然要考虑地球大气对其运行的影响,至于轨道高度在300公里内的卫星,如果失去了动力(不进行轨道维持),那么基本上都会被地球给带回来,然后进入大气层烧毁,而东方红一号的轨道高度最低点都在439公里,这种高度才是真正意义上的忽略大气影响,虽然在轨道上运行了差不多半个世纪,但是目前东方红一号轨道并没有太明显的变化(没有降低),也就是说,这么多年来,东方红一号基本上没有受到地球大气的影响,至于什么时候会掉下来?这个就不知道了!


哨兵ZH



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