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東方紅一号衛星為什麼不墜落

生活 更新时间:2024-07-17 15:20:57

1970年的4月24号,中國第一顆人造衛星,東方紅一号被送上太空,它的主要任務是播放樂曲《東方紅》。

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1970年,人們在收聽東方紅一号播放的樂曲

它的設計服役時間為20天,實際服役時間為28天,之後便停止向地面發送信号,那麼東方紅一号現在去了哪裡?

東方紅一号至今仍在軌道飛行

如今雖然過去了52年,東方紅一号也變成了鐵疙瘩,但它仍然在圍繞地球飛行,既然它都已經退役了,為啥還能在天上飛這麼久呢?

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科學家在調試東方紅一号

航天器有三個最小發射速度,第一宇宙速度為7.9千米每秒,第二宇宙速度為11.2千米每秒,第三宇宙速度為16.7千米每秒。

當火箭達到第一宇宙速度,就能圍繞地球飛行,達到第二宇宙速度,就能圍繞太陽飛行,達到第三宇宙速度,就會慢慢飛出太陽系,去遙遠的銀河漫遊。

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在上個世紀70年代,美國宇航局發射旅行者一号探測器,速度就達到了17千米每秒,目前已飛行了220億千米,但想要飛出太陽系,至少需要上萬年的時間。

畢竟對于太陽系來說,人類還是太過渺小,還是先聊聊地球衛星吧。

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隻要衛星高度超過卡門線,入軌速度達到7.9千米每秒,在理論上它能一直運行下去。但是衛星軌道不存在絕對真空,所以需要動力來持續修正軌道。

當衛星退役失去動力後,會在地球引力的拉扯下,慢慢減速然後墜入大氣層燒毀,在沒有人為幹預的情況下,墜毀時間和軌道的高度有關。

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東方紅一号的近地點為441千米,遠地點為2368千米,所處軌道受到的幹擾非常小。比如在冰面上減速就很困難,這是因為阻力很小的原因。

而且其質量高達173千克,質量越大慣性也就越大,所以它的存軌能力極強。舉一個簡單的例子,小汽車和重卡以同樣的速度行駛,但是重卡的制動距離比汽車長。

這兩點原因讓東方紅一号,可以長時間在太空飛行。我國科學家預計它還能飛100年。如果用天文望遠鏡觀察的話,說不定還能看到它的身影,像一顆流星一樣劃破天際。

退役衛星的歸宿:太空墳場和尼莫點

像東方紅一号這樣的衛星,在太空還有不少,它們長期漂浮在太空,其實也是一種污染和威脅,甚至會撞上其它衛星。

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2009年的2月10号,美國銥星33在西伯利亞上空,撞上俄羅斯已經報廢的衛星,這是史上首例衛星撞擊事故,造成兩團碎片雲散布在太空,高度在500到1300公裡之間。

美國宇航局的專家表示,目前至少有1億太空碎片,一塊直徑約為10厘米的太空碎片,就可以将航天器完全摧毀,而衛星撞擊事件在未來可能會增多。

所以對于退役衛星,最好的辦法是人為銷毀。

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首先第一種方式叫做天葬,為了保證地球同步軌道的幹淨,國際社會成立了空間碎片協調委員會,制定規章要求各國将退役衛星,推送到同步軌道以上300公裡。

這裡的高度達到了3.6萬公裡,既不會威脅到其它衛星,也不會被地球引力拉入大氣層,所以是退役衛星的去處之一,這裡也被稱為太空墳場或墓地軌道。

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那麼第二種方式是火葬,一般針對的是近地軌道的退役衛星,它們會在地面人員的控制下,減速進入地球大氣層,然後劇烈摩擦産生高溫,将衛星殘骸燒成灰燼。

不過某些衛星體積較大,不會被完全燃燒,那會不會砸到人呢?其實科學家也想到了這點,在地面也有指定區域讓衛星墜落。

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在南太平洋的最中心區域,這個位置被稱為尼莫點,直譯的意思是無人區域,也号稱是地球最孤獨的地方。

它與最近的陸地相隔2688公裡,而且遠離船舶航線和其它人類活動,甚至連其它動物的蹤迹都很稀少,所以是衛星殘骸的最佳降落點。

蘇聯的和平号空間站,我國的天宮一号和天宮二号實驗室,以及其它國家的260多個航天器殘骸,都在尼莫點降落沉沒。

東方紅一号最終會去哪裡呢?

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東方紅一号已經漂浮了50多年,它最終會墜入大氣層。很有可能也會被引導在尼莫點降落。

但它是我國第一個人造衛星,對中國人有着非凡的意義和象征,能不能用空間站的機械臂把它捕獲回來呢?

機械臂的最大負載為25噸,東方紅一号的質量隻有173千克,在理論上捕獲一顆衛星沒有難度,運回地面也不是問題。

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但是兩者不在同一軌道,機械臂沒有機會捕獲東方紅一号,而且軌道不同速度也就不同,兩者都是高速運動的狀态,近距離接觸存着巨大風險。

最好的辦法是發射同步軌道航天器,和東方紅一号保持相對靜止的狀态,然後利用機械臂捕獲衛星。但是這樣同樣存在風險,而且經濟成本太高。

那你們認為值得這樣去做嗎?

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