1970年4月24日,中国成功发射了东方红一号卫星,这颗卫星的成功发射标志着中国正式进入了太空时代。半个世纪过去了,东方红一号依旧在轨道上运行,虽然能量早已耗尽,但它却始终没有坠毁。到底是啥原因呢?
时光回溯至 1957 年 10 月 4 日,苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星 “斯普特尼克一号”,此消息如一声惊雷,震惊了整个世界,宣告人类太空时代的盛大来临。随后,美国亦不甘落后,于 1958 年 1 月 31 日将 “探险者一号” 卫星送上太空。美苏两国在太空领域的激烈角逐,如熊熊烈火,点燃了人类探索太空的激情,也让中国深刻意识到太空探索的至关重要性与深远战略意义。
同时,在当时国际环境下,航天技术体现国家综合实力与国际地位,中国为在国际舞台展示科技和国家能力、提升国际影响力和话语权,受此推动开启人造卫星发射计划。
经过十几年的努力,咱们终于造出了中国第一颗人造地球卫星——东方红一号。它重量173千克,直径约为1米,外形像一个多面体,表面由太阳能电池板覆盖。它的主要任务是向地球播放中国著名的乐曲《东方红》,展示中国的航天成就。发射升空后,东方红一号进入了近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道,成功地围绕地球运行。
当时,东方红一号的电池仅能支持广播数天的时间。随着电池能量逐渐耗尽,这颗卫星停止了信号发射,成为了太空中静静“漂浮”的一块“太空遗物”。尽管50年过去了,东方红一号并未坠落,而是依然绕着地球“漫游”,成为中国航天历史的一部分。
那么,东方红一号在失去能量、无法控制的情况下,为何依旧在轨道上保持稳定?
答案与物理学的惯性原理有关。
根据牛顿的第一定律,即惯性定律,物体如果没有受到外力作用,将保持原有的运动状态。东方红一号在完成入轨操作后,已经获得了足够的速度来克服地球的引力,因此能够围绕地球持续运行。除非受到显著的外力作用,否则它会一直在轨道上以恒定速度运动。
事实上,大多数卫星一旦进入轨道,都会保持一个相对稳定的轨道周期运行。东方红一号虽然失去了动力,但在太空中没有空气阻力,运行轨迹不会被大气摩擦减速。除非受到地球引力引起的轨道衰减影响,否则它会长久地留在地球轨道上。
东方红一号虽然还能稳定运行,但它实际上已经变成了“空间垃圾”的一部分。近年来,随着越来越多的卫星和火箭部件被送入轨道,太空中遗留的废弃物数量也在迅速增加。这些空间垃圾无法自主调整轨道,如果数量失控,将对其他航天器构成威胁,甚至可能引发连锁碰撞事件,产生大量碎片,形成“卡门效应”,给后续的太空任务带来巨大风险。
为了解决空间垃圾问题,现代航天器通常在任务结束后进行有计划的轨道清理。一些低轨道卫星会在任务结束时选择降低轨道,借助地球大气层燃烧解体。而高轨道卫星则会被送入“墓地轨道”——一个远离运行轨道的区域,以避免影响其他航天器。
然而,在东方红一号发射的年代,空间垃圾管理还没有成为航天项目的一部分,因此这颗卫星在任务结束后仍被遗留在轨道上,成为今日地球轨道上的“太空遗产”。
尽管东方红一号目前仍在轨道上漂浮,但它的未来归宿已经基本确定。在未来的数十年甚至上百年内,地球引力和大气阻力的双重作用将使它的轨道不断衰减,最终进入较为稠密的大气层。一旦东方红一号下坠到大气层,其摩擦力会急剧增加,导致卫星在大气中燃烧解体,消失在太空之中。
目前,人类尚未主动清理东方红一号,但未来若地球轨道空间垃圾问题愈发严重,或许会有专门的太空清理任务来将这些历史卫星有序处理,避免潜在的碰撞风险。东方红一号作为中国航天史上的一座不朽丰碑,它的 “太空旅程” 终将在某一天画上圆满的句号。