失去动力52年,东方红一号为何没坠毁
2022-02-22
东方红一号电池耗尽于1970年5月14日,结束了其工作寿命。不过,卫星的轨道寿命并没有结束,至今东方红一号仍在空间轨道上运行。为何它能持续运行这么长时间不坠毁?专家表示,东方红一号还将绕着地球运转上千年。
“儿时仰望星空,会看着天上的星星,猜测哪一颗是东方红一号。”在长征五号运载火箭副总指挥曲以广看来,东方红一号是中国航天从筚路蓝缕到星辰大海的开端。
1970年4月24日,中国首颗人造地球卫星东方红一号成功发射,自此开启中国的太空时代。52年前,东方红一号让中国成为世界上继苏联、美国、法国、日本之后第五个成功发射国产人造地球卫星的国家。52年后,这颗卫星仍在轨飞行,见证着中国卫星事业和航天事业的发展和成就。
东方红一号为何能在轨飞行52年
2016年9月15日发射入轨的天宫二号空间实验室于2019年7月19日受控离轨再入大气层,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。然而,相较天宫二号而言,东方红一号简陋得如同玩具,其设计寿命仅为20天,电池耗尽于1970年5月14日。为何它却能持续运行这么长时间不坠毁呢?
由于长征一号的运载火箭运载能力较强,东方红一号的起点很高。它总重173公斤,超过前4个国家发射的第一颗卫星的总重量之和。东方红一号运行在近地点439公里,远地点2384公里,这条轨道也要比美苏发射的第一颗卫星的轨道高。
东方红一号整个系统的完成度非常高。除了重量、轨道高度以外,它的载荷还实现了技术水平较高的操作,比如要在轨播放《东方红》乐曲。另外,凡是卫星可以覆盖的国家和地区,中国向其进行了非常精准的轨道预报。中国航天人不负众望,圆满完成了“上得去、抓得住、听得着、看得见”的首颗人造地球卫星发射任务。
中国工程院院士戚发轫表示,东方红一号的发射,一举打破了苏联、欧美等国家对航天尖端技术的垄断。“搞东方红一号的时候,我们没用一个外国元器件,都是中国人自己造的”。
东方红一号已经在轨52年,这也是非常了不起的成就。一是因为轨道高度比较高,另外一个原因是轨道倾角设计非常巧妙。当年中国航天工程师团队选择了一个既充分利用火箭运力、又能兼顾地区覆盖能力,尽量让更多国家和地区可以接收到音乐,并能看到中国卫星的轨道。正是因为东方红一号的轨道高度和轨道倾角的“优雅”组合,才能让它52年后仍然在轨道飞行。哪怕是美国这样的航天强国的首颗卫星也没做到这一点。
有专家表示,由于最低高度超过了400千米,东方红一号面临的大气影响可谓微乎其微,东方红一号还将绕着地球运转上千年。
“东方红”家族成绩单
东方红一号升空,拉开了中国探索太空的序幕。此后,我国人造地球卫星种类不断丰富。
中国航天专家庞之浩表示,中国卫星发展可分为3个阶段,第一阶段是技术准备阶段(1956-1970年),完成了从基础研究到东方红一号入轨的任务。第二阶段是技术试验阶段(1971-1984年),主要成果是研制、发射和运行返回式遥感卫星、试验性通信卫星和科学探测与技术试验卫星。第三个阶段为工程应用阶段(1985年至今)。在这个阶段,我国卫星工程从技术试验走向工程应用,四大系列卫星相继投入使用。
专家表示,“东方红”系列的命名方式也经历了一个变化的过程。东方红一号是中国第一颗卫星,我国之后陆续发展了三代地球静止轨道通信卫星平台:东方红二号、三号、四号,其中二号、三号有同名卫星,而四号则只是作为平台名称使用。其中二号是小容量卫星平台,三号是中容量卫星平台,四号是大容量卫星平台,东方红五号是超大容量平台。
根据航天科技集团提供的数据,截至2020年,我国自主研制了17种型号的长征系列运载火箭,成功实施300余次发射,将500多颗航天器送入太空,成功率96%,可靠性、安全性和入轨精度达到世界领先水平。半个多世纪以来,我国载人航天和深空探测不断取得重大突破,成为世界上少数几个独立掌握载人天地往返、空间出舱、空间交会对接、推进剂在轨补加等重大技术的国家之一。
小火箭微信公众号创始人邢强表示,经过50多年的发展,从轨道角度讲,中国卫星已覆盖低中高各种轨道高度,从小倾角到大倾角全部覆盖,“东方红”已不是一颗卫星的名字,而是一个型谱和家族。
后续重大发展方向:大、多、远
伴随着技术的发展,中国的航天器也从人造地球卫星发展到载人飞船以及深空探测器,让中国从世界第五逐步向最前列挺进。据《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》显示,中国在轨运行应用卫星数量超过300颗。按照在轨活跃卫星数来说,是世界第二,仅次于美国。但专家认为,这些成绩很出色,但未来仍有很多重大技术需要突破。
邢强将中国后续发展的重大任务方向总结为大、多、远。
“大”就是要在發展多种轨道、多种倾角卫星谱系的基础上,尽快在新一代载人飞船和货运飞船支撑下完成空间站的建设,并为医学、工业生产、尖端基础科学提供不可替代的科研平台。
“多”就是要看到仅拼单星性能指标的时代即将过去,“拼星座”的时代马上到来。只有靠大量活跃卫星的在轨,并组成动态、自组织、自管理的巨型星座,才能保证我国未来在太空的轨道和频谱资源。
“远”就是要着眼于具有重大战略意义的深空探测任务。虽然目前中国已实现探测器月球着陆,但人类重返月球的计划始终在激励着全球航天工程师,后续还要在人类重返月球计划、人类首次登陆火星、小行星采矿等任务上求新、求远。
以长征一号火箭发射东方红一号卫星为起点,中国航天事业步履不停。航天科技集团党组书记吴燕生表示,“与50多年前相比,今天的中国航天有更坚实的基础、更优秀的人才、更好的外部条件,正处在由航天大国向航天强国转变的路上。同时也会不断碰到新问题、遭遇新挫折、迎来新挑战”。当前中国航天正面临着严峻形势,要进一步加强质量管理,提升质量意识,更好地传承弘扬航天三大精神和优良传统。
吴燕生说:“无论如何,我们要始终记得,新一代人拥有新的梦想。我们当前为之奋斗的梦想就是航天梦、中国梦。”
(环球网)