东方红一号,设计飞行时间20天如今运行51年,空间站无法做到

2024-05-14

1. 东方红一号,设计飞行时间20天如今运行51年,空间站无法做到

要知道在美苏冷战期间,双方曾经展开对太空的 探索 工程,其中美国是全球第一个登上月球的国家,而苏联则是全球第一个成功发射人造卫星的国家。此外美苏两国还是此前成功从月球取回土壤的国家,如今中国发射嫦娥五号之后,也顺利取回月壤,因此成为第三个成功从月球带回土壤的国家。可以说如今的中国在航天领域拥有极高的成就,甚至在很多领域还处于领先地位。 
        
  事实上东方红一号之所以能继续运行,首先得益于该卫星运行在距离地球表面400公里左右的上空,最远的运行轨道距离地球大约2300公里。如今这一高度已经下降至2000公里左右,从数据上来看过去了50年的时间,东方红一号并没有下降太多。其次东方红一号没有携带燃料,也不需要进行补给,意味着能够按照目前的高度继续飞行,丝毫不用担心会掉下来。 
     
  此外前苏联曾经发射的全球第一颗人造卫星,仅仅运行92天就以坠毁而结束飞行。而东方红一号能够飞行50年,与其按照椭圆形轨道进行飞行有一定的关系。这样做的好处是空气阻力小,下降速度自然会变慢。而空间站之所以不能像东方红一号那样长期飞行,首先是因为空间站需要定期进行补给,在补给的过程中需要消耗燃料来提高飞行高度,以此达到与货运舱同一水平飞行。因此导致空间站每天都要下降100米左右的高度,这一点国际空间站就是很好的例子。而且国际空间站为了保持在距离地球100公里的上空飞行,每年需要消耗7.5吨燃料,耗费2亿美元的资金。 
     
  可以说并不是我国的天宫号做不到长期飞行,而是受到自身因素的限制,导致空间站无法像东方红一号那样“自由飞行”。也可以说并不是中国的技术不够先进,完全是现实所迫。

东方红一号,设计飞行时间20天如今运行51年,空间站无法做到

2. 东方红一号已在轨运行50年,能用空间站机械臂带它回家吗?

这是我国第一颗人造卫星——东方红一号,如今它已在外太空飞行了50年时间,当他的运动轨迹在发射这么年后又被我们捕捉到的时候,不少人都大吃一惊,想不到这么多年过去,东方红竟然还能飞行? 
     
  随后人们就联想到,现在天宫空间站已经组装完成,能够初步执行外太空任务,那么天宫空间站能否用自己的机械臂将东方红一号带回家呢?毕竟,作为中国人第一个送上太空的飞行器,东方红一号的意义非同小可。 
     
  这还是要先来说一说东方红一号的运行现状,2020年3月28日,北京的夜空中闪过了一道平常人注意不到的亮光。而这道亮光被一位老师和国家天文台沙河科普教育基地的工作人员一起拍了下来,留存在了单反相机的照片中。它正是我国第一颗卫星东方红一号的运行轨迹,时隔50年过去,东方红一号依然在它的轨道上航行。 
     
  根据维基百科提供的资料显示,东方红卫星1号近地点距离429千米,远地点则为2036千米;然而这个轨道数据却和专业的在轨航天器查询网站LeoLabs上所记载的有些不同,根据LeoLabs上显示的数据来看,东方红一号的近地点距离为432千米,远地点则为2028千米。 
  
  之所以会出现差异,是因为维基上所记载的资料是1970年东方红一号进入轨道时留下的数据,而50年过去,东方红一号的实际运行数据已经更新成了LeoLabs上显示的那样。 
     
  为何东方红一号的运行轨道会出现变化的?当它被发射到运行轨道上,达到第一宇宙速度之后,所获得的引力就等同于它做圆周运动所产生的离心力,从理论上来说这是一个平衡的状态,卫星可以不耗一滴燃料就此一直运行下去。 
     
  然而实际上,虽然太空趋近于完美的理论环境,但卫星依然要受到太阳风、地球引力波动以及高层大气所产生的影响,轨道高度难以始终维持不变。卫星的运行轨道和大部分天体相同,都是椭圆形的,然而受到之前所说的影响,最终都会趋向于一个正圆。东方红卫星之所以会远地点距离减小,近地点距离增大,正是出此原因。 
     
  东方红一号在轨道上运行的时候,大部分时间都是远离地球的,接触低空稀薄大气分子密集的区域时间较短,因此大部分时间都不会受到阻力摩擦影响,随着未来近地点距离不断增大,这个影响还会逐渐减少,存轨能力更强。 
  
  因此50年时间对于东方红一号来说完全不成问题,未来它的寿命还可能会更久。那么回到我们最初所提出的问题,天宫空间站是否能够将这个中国人第一个送上太空的飞行器送回地面呢? 
     
  天宫空间站的组建成功,无疑是我国太空 探索  历史 上的又一个里程碑事件。2021年4月29日,天和核心舱成功升空;6月17日,神舟12号搭载第一批航天员入住核心舱;10月16日,神舟13号也顺利进入轨道,为天和核心舱送来了第二批航天员进行工作,我国的天宫空间站经过半年时间的筹备工作,终于完成组建,顺利开始运行。 
     
  这座空间站可以说是我国最高 科技 的结晶,同时也象征了世界最高水平之一。天河号核心舱全长16.6米,总重22.5吨,比国际空间站上任何一个国家的部分都要大,与此同时,能够承担的科研任务类型也更多。 
  
  当然我们现在最关心的,是它上面的一个重要部件,那就是装在核心舱后方的机械臂,毕竟这关系到能否顺利抓取东方红一号卫星。 
     
  这个机械臂可非同小可,它是我国这么多年研发的全部航天产品中精度最准、复杂度最高、规模最大、完成度最强的智能空间设备。这个机械臂全长10.2米,“腕部”和“肩部”各有三个“关节”,“肘部”也有一个,每个“关节”都能自由活动,可以完成各种复杂任务。 
  
  这个机械臂的操作精度很大,而且最高承重达到了25吨。从它的性能来看,抓住173千克重的东方红一号轻而易举,只需要在机械臂前端安装一个抓取装置,或者派航天员出舱执行任务,将卫星系在机械臂上,都能顺利截取到东方红一号卫星。 
     
  不过空间站和东方红一号卫星的轨道并不重合,想去抓取东方红一号卫星,就要动用天宫空间站上的离子推进轨道维持装置,用它来实现变轨。和东方红一号处在同一轨道之后,就能实现“抓捕”工作了。 
  
  但必须要注意的是,空间站想要变轨到东方红一号的航行轨道上,就要经过范艾伦辐射带。这对航天员的身体来说有极大的负担,严重时还可能会导致空间站电子设备出错,因此这种行为有些危险。 
        
  而且我国目前的飞船对接口所设计的直径肯定和空间站是相同的,因此也无法承担回收运送东方红一号卫星的任务。这样一来,虽然能够成功回收东方红一号卫星,但如何让它回家却成了一个问题,除非为他专程设计开发对接口规格适配的飞船,或者等未来的空天飞机实现之后再做打算。 
     
  不过这样一来所要耗费的成本也会大大增加,虽然我国航天事业已经走在了世界前列,但还是要把有限的经费花在刀刃上。东方红一号卫星的象征意义远大于他的实际存在价值,因此,与其大费周章地去把它送回地球,还不如让他继续停留在宇宙之中静静巡航。

3. 失联51年,东方红一号依旧健在,中国空间站能否将其收回?

要说中国走出地球的里程碑,那绝对可以想到东方红一号。作为我国第一颗发射升空的卫星,东方红一号对中国航天领域而言有着举足轻重的重要地位。要知道,当时受技术限制,该卫星只有短短20天的寿命,但它却出乎所有人意料,直到今天还在轨道上运行,这是什么情况?它又有什么故事呢? 
     
  东方红一号看起来非常的原始,就是一个很简单的球体,但也并非是那种圆球,而是由72个平面勾勒出的球体,不仅仅如此它的重量也非常不一般,一个直径只有1米的卫星,重量却在173千克,这就相当于现代卫星4个加起来的重量了。但不要看它的数据不尽人意,但在那个缺乏技术的年代里,它依旧出色地完成了任务。 
  
 
  
  
  我们都知道,在天空最好好的的能量就是太阳能,所以大多数航空设备的能量供给都是来源于太阳能板。然而当时的中国太阳能技术还不到位,给东方红一号配置的仅仅是银锌电池组,这导致它只有20天的寿命,然而令人惊讶的是东方红一号不仅仅出色地完成了测量卫星工程数据等任务,还连续工作了28天,超出所有人的预测。 
     
  东方红一号带着中国精神飞向宇宙,将中国的歌曲《东方红》带到了我们从未涉及的领域,打开了中国航空的 历史 。1970年5月4日,东方红一号消失在地面监控仪上,因为电池耗尽在暗无天日的天空沉寂了。但是,东方红一号依旧在按照设定好的轨道上运行,中国也没有放弃它,时刻监测关注。 
  
 
  
  
  为什么电池没电了,卫星还能运行呢?首先,太空的环境影响,只要距离地球够远,那么就不会受到地球引力的影响,不可能摔回地球。而东方红一号发射的轨道的高度非常高,最好能达到2386千米,最低也有441千米,在这个范围内,引力和离心力能够达到一个平衡点。在理想状态下,东方红一号会一直绕着地球转。 
     
  那难道在太空就不需要能量了吗?确实是这样的,卫星的使用寿命可能不高,是需要能量支持向地球传送数据的,但如果只是简简单单地运行只需要自身质量够好,不出现其他意外情况,那么他就可以轻松运行。虽然东方红一号已经失联了,但是它却依旧健在,在浩瀚的宇宙中充当渺茫的尘埃。那为什么运行了51年中国都没有把它接回来呢? 
  
 
  
  
  其实,回收卫星是一件非常困难的事情,因为他在宇宙中运行速度首先非常快,其次重量也是很恐怖的,让它停下来抓住都是很难的,更何况人类很难在太空执行这么危险的任务。哪怕是当时的美国苏联都经常碰壁,很难回收卫星。寻常的载人火箭压根就没办法用,除非拥有太空站才有可能。 
     
  太空站配备的机械臂是捕捉卫星的得力武器。一般来说,机械爪的不仅仅延展长度长,核载重量还是以吨为计量单位的,面对东方红一号来说应该是轻而易举的。然而,在这51年里,中国很长一段时间都没有能力造空间站,甚至全世界都在用美国的国际空间站。 
  
 
  
  
  然而美国对我们的压制,不允许我国使用空间站,导致了东方红一号一直在太空流浪。也许就是在美国这些国家的压制下,中国展现出一股强大的能量,没有什么我们就造什么,如今我国也有了空间站,并且在性能上超过了美国的国际空间站。机械臂也远比美国的可靠,不仅仅大而且还非常灵活,就目前的情况看,将东方红一号收回并不是什么难事。 
     
  大家之所以如此挂念东方红一号,不仅仅是凝聚着无数科研人员的心血,也是中国人民的精神所在,承载了爱国主义和民族自豪感的双重使命。中国实力的不断强大是一批又一批国家有才人士艰苦奋斗的成果,我们在享受这份国家带来的福利时,不能忘记当年的岁月,不能忘记东方红一号。

失联51年,东方红一号依旧健在,中国空间站能否将其收回?