設計壽命僅20天的“東方紅一號”,為何還能翱翔太空50載?

1970年4月24日,中國首顆人造地球衛星東方紅一號被成功發射,自此開啟中國的太空時代。

設計壽命僅20天的“東方紅一號”,為何還能翱翔太空50載?

東方紅一號衛星

50年前,東方紅一號讓中國打破國際壟斷,成為世界上繼蘇聯、美國、法國、日本之後第五個成功發射國產人造地球衛星的國家。

50年過去了,當時設計壽命只有20天的“東方紅一號”雖然早已失去功效,卻依舊運行在近地點為400多千米、遠地點為2000多千米的軌道上,見證著中國衛星事業和航天事業的發展和成就。

▌壽命只有20天的東方紅一號,為何能在軌飛行50年?

由於長征一號的運載火箭運載能力較強,東方紅一號衛星的起點很高。它總重173公斤,超過前4個國家發射的第一顆衛星的總重量之和。東方紅一號衛星運行在近地點439公里,遠地點2384公里,這條軌道也要比美蘇發射的第一顆衛星的軌道高。

設計壽命僅20天的“東方紅一號”,為何還能翱翔太空50載?

當時工作人員正在進行衛星的調試工作

東方紅一號能在軌飛行50年,除了軌道高度較高以外,另外一個原因是軌道傾角設計非常巧妙。當年中國航天工程師團隊選擇了一個既充分利用火箭運力、又能兼顧地區覆蓋能力,儘量讓更多國家和地區可以接收到樂音,並能看到中國衛星的軌道。

正是因為東方紅一號衛星的軌道高度和軌道傾角的“優雅”組合,才能讓它50年後仍然在軌道飛行。哪怕是美國這樣的航天強國的首顆衛星也沒做到這一點。

此外,在東方紅一號研製發射過程中,中國科研人員攻克了火箭級間連接和分離技術、末級火箭觀測裙設計、衛星天線釋放和展開、儀器艙罩鍍金、熱真空模擬實驗、紅外地平儀的研製和試驗等一系列技術和工藝難關,並在跟蹤測軌技術、信號傳送方式、熱控制技術等方面超過了其他國家的首顆衛星。

擔任“東方紅一號”衛星總體設計工作的孫家棟感嘆道:“每一顆螺絲釘都是中國自己搞的,能把第一顆衛星送上太空,真感覺到揚眉吐氣。”

當時東方紅一號衛星技術負責人之一的戚發軔院士也表示:“搞東方紅一號的時候,我們沒用一個外國元器件,都是中國人自己造的。”

設計壽命僅20天的“東方紅一號”,為何還能翱翔太空50載?

東方紅一號衛星樂音裝置

▌中國為什麼要搞人造地球衛星?

我國現代空間物理研究的奠基人之一,曾先後擔任中央研究院氣象研究所所長、中國科學院地球物理所所長的趙九章曾專門給周總理寫信進行闡述。


設計壽命僅20天的“東方紅一號”,為何還能翱翔太空50載?

主要有三方面意義:

首先,人造衛星和當時我國保家衛國亟需的洲際彈道導彈的發展是相輔相成。在航天發展的早期,運載火箭和洲際彈道導彈卻全都是同源的。用於發射人類第一顆衛星的蘇聯R-7火箭,在衛星發射一年多後,其對應的洲際彈道導彈型號就進入了戰備值班;發射美國第一顆衛星”探險者1號“的朱諾-1火箭,則是美國陸軍“紅石”導彈計劃的產物。

在研製和發射衛星中,可以一併解決研製彈道導彈所要解決的無線電導航、軌道試測及計算地面跟蹤等共性問題。

同時,人造衛星是直接用於國防或服務於國防的。趙先生在信中,舉了當時美國將衛星技術應用於國防領域的例子:在美國當時發射的228顆公開衛星中,有多達174顆直接應用於國防,而還有一些執行軍事任務的秘密衛星,美國並沒有對外公佈;即便是純科學目的的衛星,其涉及到的技術也可以應用於國防。趙先生的論斷,不但在當年是合理的,放到後來也同樣適用。比如,美國研製哈勃太空望遠鏡所涉及到的光學技術,不少都是和美國KH-11系列軍用對地偵查衛星“共享”的。

除了保家衛國的作用外,發展衛星對於我們國家還有更深遠的意義:通過發展衛星,可以有力的帶動我國尖端科技工業的發展。趙九章先生在信中,舉了氣象衛星的例子,指出氣象衛星的技術需求將會推動無線電、半導體、自動控制、材料等技術領域的發展。

▌“東方紅”家族開枝散葉 碩果累累

作為“兩彈一星”工程的重要組成部分,“東方紅一號”衛星的成功發射,拉開了中華民族探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。此後,我國的人造地球衛星種類不斷豐富。

《“東方紅一號”的激情歲月》來源/新華社

專家指出,中國衛星發展可以分為3個階段,

第一階段是技術準備階段(1956-1970年),完成了從基礎研究到東方紅一號入軌的任務;

第二階段是技術試驗階段(1971-1984年),主要成果是研製、發射和運行返回式遙感衛星、試驗性通信衛星和科學探測與技術試驗衛星;

第三個階段為工程應用階段(1985年起至今)。在這個階段,我國衛星工程從技術試驗走向工程應用,四大系列衛星相繼投入使用。

“東方紅”系列的命名方式也經歷了一個變化的過程。

東方紅一號是中國第一顆衛星,我國之後陸續發展了三代地球靜止軌道通信衛星平臺:東方紅二號、三號、四號,其中二號、三號有同名衛星,而四號則只是作為平臺名稱使用。其中二號是小容量衛星平臺,三號是中容量衛星平臺,四號是大容量衛星平臺。正在試驗的東方紅五號是超大容量平臺。

經過50年發展,中國衛星已覆蓋低中高各種軌道高度,從小傾角到大傾角全部覆蓋,“東方紅”已不是一顆衛星的名字,而是一個型譜和家族。從產業成熟度來看,無論通信、遙感、導航三大領域都擁有較為完善的體系。

“東方紅一號”衛星的總體設計者孫家棟,後來成為我國首任探月工程總設計師;作為當時衛星技術負責人之一的戚發軔,後來執掌了神舟飛船總設計師“帥印”;主持“東方紅一號”測控系統總體設計的陳芳允,則成為“北斗”導航衛星的創始人……無數在“東方紅一號”事業中歷練成才的航天人,開創了中國航天一個個新的偉大事業!

就在今天,4月24日,也是第五個“中國航天日”,中國首次火星探測任務被正式命名為“天問(Tianwen)系列”,首次火星探測任務被命名為“天問一號”,後續行星任務依次編號。

新時代的中國航天人,將傳承東方紅一號等老一代航天人的不朽精神,繼續攀登航天科技高峰,實現建設航天強國的偉大夢想。


分享到:


相關文章: