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为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。时间得倒回1958年。那时候苏联和美国正较劲呢,你发一颗卫星,我发一颗,搞得全球都在盯着太空看。毛主席在八大二次会议上直接发话了:“苏联和美国把人造卫星抛上了天,我们也要搞人造卫星,要搞得大一点。”这话听着提气,可真干起来,那真是难如登天。当时咱们穷啊,要设备没设备,要钱没钱。钱学森带着“581”小组去苏联考察,一看人家那阵势,回来只能面对现实:国力不够,先搞探空火箭吧。这一等,就是好几年。直到1964年东风二号成了,腰杆子硬了,钱学森才敢再次提议重启卫星计划。这就有了著名的“651任务”。这时候,给卫星定的指标那是相当硬核:“上得去、抓得住、听得见、看得见”。尤其是这个重量,既然主席说了要搞大一点,那就不能含糊。最后这颗星重达173公斤。你得知道,苏美法日四个国家第一颗卫星加起来才不到30公斤。咱们这一颗,直接碾压了他们四家的总和。1970年4月24日,酒泉卫星发射中心,长征一号吼着就上去了。21时48分,卫星入轨。这一刻,中国成了世界上第五个能独立发卫星的国家。这卫星长得也怪,像个72面体的大球,直径一米。为啥不用太阳能板?那时候技术还没吃透,干脆用了银锌化学电池。这反而成了好事,没有太阳能板那个大翅膀,外形规整,在大气层边缘飞行时阻力小得可怜。更有意思的是那个《东方红》乐曲,那是用电子模拟铝板琴声弄出来的。虽然只能唱28天,但为了让地面能看见,还在火箭上套了个“观测裙”,一反光,亮得跟二等星似的。说到这你可能以为它有什么黑科技动力系统,其实全靠“惯性”。它的轨道选得太刁钻了:近地点441公里,远地点能跑出去2368公里。这高度,比后来美国的航天飞机飞得都高多了。在这个高度,大气稀薄得几乎没有,阻力微乎其微。牛顿第一定律在这儿发挥了极致作用,只要没东西撞它,它就能一直转。这一转就是半个多世纪。截至2024年,它还在那儿飞呢。54年过去了,它的轨道高度才下降了13公里。美国人预测它2026年掉下来,但咱们的专家笑了:只要不发生太空撞击,这颗星再飞个几百年甚至上千年都有可能。2022年它还跟咱们的空间站“擦肩而过”,最近的时候只有51.8公里,算是跟后辈打了个招呼。别看现在说得轻松,当年那5000多人的研制队伍是真不容易。没有超级计算机,就靠手摇计算器和算盘打数据;没有精密机床,铆接全靠手工锤。孙家栋、戚发轫这些后来响当当的名字,当年就把青春都砸在了这颗铁疙瘩上。东方红一号确实没法回家,因为它从一开始就是一座丰碑。它孤零零地飘在几千公里的高空,看着地上的中国从一穷二白变成了航天强国。它不回来,是因为它要在那儿替咱们一直看着,看着这盛世,如它所愿。
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。2025年,一颗沉默的金属球体正以每秒数公里的速度掠过你头顶的某处。它不发送任何信号,不执行任何任务,却已经这样飞了整整55年。这就是东方红一号。1970年4月24日,在酒泉发射场,长征一号运载火箭似蛰伏之龙。随着指令下达,火箭轰然点火,如巨龙腾飞,就此掀开我国航天征程崭新的一页。那道火光撕开夜幕的瞬间,中国成了全球第五个把卫星送上天的国家。鲜有人知,自这颗卫星步入设计蓝图之际,便注定了它的不归之旅。从最初构想到逐步成型,它的使命里,本就没有“归来”二字。并非技术层面难以达成,实则是从一开始就毫无付诸实施的打算。技术并非阻碍,真正的问题在于缺乏行动的意愿。设计团队为其选定一条“高悬”轨道,近地点离地430公里,远地点达2075公里。这条轨道仿若灵动曲线,于浩瀚苍穹勾勒出一道独树一帜的轨迹。这个数字什么概念?100公里以下的大气层像砂纸,卫星在那儿跑几圈就得被磨报废。当行驶里程逾两百公里,车辆所受阻力已极为微弱,近乎可至忽略不计之境,展现出极佳的行驶流畅性。东方红一号的轨道,远远甩开了那条"死亡线"。对比一下就知道这选择有多聪明。1958年,美国发射的探险者卫星采用了较低的轨道设置。岁月匆匆,12年转瞬即逝,这颗卫星仿若折翼之鸟般,一头坠入广袤无垠的太平洋,就此终结了它的宇宙之旅。苏联同期的卫星更惨,3个月就在轨道上自燃了。而我们这颗"土法制造"的家伙,到现在还在天上晃悠。然而,这条轨道并非凭空而来,它是用生命的代价所换取的。每一寸铁轨下,都承载着血与泪的付出,凝聚着生命的重量。1958年,一个肩负特殊使命的小组悄然诞生,其代号为“581”。这一小组的成立,似一颗投入历史长河的石子,激起层层涟漪,开启了一段别样的征程。没有计算机,没有图纸,西方把技术封得死死的。怎么办?算盘、计算尺、手工推演。一组轨道参数,几个专家连着算三天三夜,就为了核对小数点后面那几位数。更要命的是火箭推力有限。卫星每多一克,轨道就得往下掉一截。工程师们咬牙做了个决定:砍掉姿态控制的备份系统。这相当于把安全绳剪了一半,但换来的是更高的轨道、更长的寿命。他们将这笔账核算得明明白白,每一项收支都精确清晰,分毫未差,将账目状况洞察无遗,尽显精明审慎。竟无太空环境模拟实验室?此等关键设施之缺失,着实令人心生疑虑,不知后续相关科研探索将如何更为精准、深入地开展。借海军的鱼雷冷库。零下几十度,科研人员裹着棉袄蹲在里面,嘴唇冻紫了,手僵得握不住笔,愣是把每一组数据记完。没有铆接工作台?工人直接把外壳扛肩上,一手扶铆钉,一手拿小锤,一点点敲出来。此产品采用2A12铝合金外壳,经温控处理,具备卓越性能。它能有效抗辐射、抵御冲击,即便处于极端温差环境,也能展现出良好的耐受性,品质出众。这身"铠甲"撑了半个多世纪,到现在还没散架。卫星搭载的银锌电池,初始设计使用寿命仅20天。但在实际运行里,它性能超预期,以顽强之态持续工作28天,充分彰显出其非凡的耐用性。《东方红》的旋律传回地球,遥测参数一组组发送完毕,然后电池耗尽,信号中断,与地面彻底失联。2009年,地面测控部门做了一次轨道复测。结果显示:轨道有微小偏移,但整体稳定。据专家预测,若此卫星未遭遇陨石撞击之厄运,凭借其当前状态与运行态势,仍可于浩瀚苍穹持续飞行数百年之久。它曾肩负工作使命,宛如一颗恪尽职守的“工作卫星”。然而时移世易,如今它风采不再,已然蜕变为一件静默于太空的“太空文物”,见证着岁月的流转。不发信号,不传数据,只是沿着55年前设定好的轨道,一圈一圈地绕。只要地球引力尚存,它便会持续转动。引力如无形之绳,牢牢维系,让其在宇宙浩渺中,不停歇地轮转,似永不停息的宇宙舞者。中央当年咬牙拨了2个亿,召集全国上千名科学家。没图纸自己画,没设备土法上,没经验就拿命去试。那种"封锁你就自己干"的劲头,后来刻进了载人航天、月球探测、火星探测的每一行代码里。嫦娥六号飞向深空的时候,东方红一号还在头顶某处沉默地划过。它缄口不言,却似有千言万语在无声中奔涌。于静默里,一切尽在不言中,那未说出口的话语,早已在空气中弥漫,诉说着无尽的深意。(参考资料:光明网——系列小科普:“东方红一号”现在还在运行吗?)
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。东方红一号的轨道设计,那真是老一辈科学家的智慧结晶,它走的不是低轨道,而是远地点2368公里、近地点441公里的椭圆轨道,这个高度有啥讲究?简单说,离地球越远,空气越稀薄。在2000公里高的地方,空气密度只有海平面的万亿分之一,卫星受到的阻力小得可怜,就像你在水里游泳,浅水区阻力大,深水区阻力小,卫星在高层轨道自然“游”得更久。科学家算过,按现在的情况,这颗卫星至少还能在天上飘200年,为啥这么肯定?因为除了空气阻力小,它的轨道还特别“稳”。地球不是完美的球体,有点扁,再加上太阳光压、月球引力这些小影响,卫星轨道会慢慢变化,但东方红一号的轨道设计巧妙避开了这些干扰,就像老司机开车走熟路,不容易跑偏。这颗卫星长得像个72面的金属球,可不是为了好看,当年没有现在的高科技照明设备,卫星在天上黑灯瞎火的,地面咋观测?科学家就想了个招:把卫星做成多面体,让阳光照在不同切面上反射回来,这样卫星转起来的时候,就会一闪一闪的,地面用望远镜就能看见。更绝的是,这个设计还能自动调节温度,太空里白天热得要命,晚上冷得要死,卫星里的仪器可受不了这折腾,72面体的设计就像给卫星穿了件“恒温衣”:白天阳光照在多个切面上,热量分散开。晚上热量又慢慢释放出来,保证仪器不会冻坏或热坏,这种“被动热控”技术,在现在看可能不算啥,但在1970年,那可是顶呱呱的创新。有人可能会问:这卫星咋不弄回来?其实1970年的时候,中国根本没这技术,长征一号火箭的运载能力才300公斤,要装返回舱,就得砍掉其他设备。当时的目标很明确:先让卫星上天,能发信号、能被看见就行,至于回收,那是以后的事。卫星上的银锌电池只够用20天,但科学家通过优化电路,让它多工作了8天,电池耗尽后,卫星就成了“太空漂流瓶”,继续在轨道上飘着,没想到这一飘就是56年,还成了中国航天的“活化石”。现在看,这种“一次性”设计反而是最聪明的选择,用最简单的方法实现了最持久的效果。到了21世纪,有人提议把东方红一号弄回来,支持的人说,这是民族精神的象征,得好好保存,反对的人说,回收要花大价钱,还可能撞到其他卫星,更现实的方案是用数字技术建个“虚拟博物馆”,让大家在网上就能“看”到卫星。其实卫星自己也在慢慢“往下掉”,受地球引力、太阳光压这些因素影响,它的近地点每年下降约1公里,不过按这速度,至少还得200年才会掉进大气层烧毁,这种“长生不老”的状态,反而让它成了独特的航天文化符号。东方红一号的“不坠落”其实藏着大道理,它没用啥高科技,就靠聪明的轨道设计和扎实的物理原理,在天上飘了半个多世纪,这告诉我们:创新不一定非要追最前沿的技术,有时候“笨办法”反而更管用。现在中国航天牛了,北斗导航、空间站、火星探测样样行,但别忘了,这些成就的起点就是东方红一号这种“简单实用”的设计,它就像个老工匠,不追求花里胡哨,只把活干得扎实,这种精神,比卫星本身更值得传承。以后等我们的宇航员登上火星,回头看地球,说不定还能看见这颗“老卫星”在天上闪呢,到那时,它就不只是中国的骄傲,更是全人类探索太空的共同记忆。
地球轨道越来越拥挤了。截至今年年初,我们头顶上飞着超过1.4万颗正在工作的卫星。
地球轨道越来越拥挤了。截至今年年初,我们头顶上飞着超过1.4万颗正在工作的卫星。而马斯克们的宏图才刚刚展开。按照现在的计划,未来几年还会有数万颗卫星排队上天。这些卫星有个共同点:它们是“快消品”。为了省钱和批量生产,这些小家伙的设计寿命通常只有5到10年。于是,问题来了:它们“退休”时,都去哪儿了?科学家最担心的状况叫作凯斯勒现象。简单来说,就是轨道上的垃圾太多,一旦两两相撞,碎块会引发连环炸鱼般的链式反应,最后让地球周围布满碎片云,封死人类通往宇宙的路。为了不让这种悲剧发生,目前的规则很直接:卫星到期必须自杀,一头栽进大气层烧毁。灰飞烟灭,不留痕迹。但问题在于,物质不会凭空消失。现在的太空互联网星座如果建设完成,每天大约会有23颗卫星在大气层里排队“火化”。这些卫星在剧烈摩擦中变成了一团团肉眼可见的火球。大家管这叫人造火流星,是人类丢进大气层里的“工业废料”。卫星的主体材料是铝。当铝在平流层高温燃烧时,会转化成微小的氧化铝颗粒。平流层位于大气层的高处,那里没有雨雪,这些金属颗粒一旦进去,就飘浮很久。它们就像是化学反应的“催化剂”,会吸引周围的氯元素去攻击臭氧层。这让人想起上世纪关于冰箱制冷剂的教训。人类好不容易通过《蒙特利尔议定书》堵住了臭氧层空洞,现在这些燃烧的卫星碎片可能又要给还没愈合的伤口撒上一把盐。除了铝,卫星里还含有大量的碳纤维和塑料。它们燃烧后会产生碳黑,也就是俗称的烟尘。平流层里的风模式直接影响着地面的天气规律。当这些深色的烟尘飘在万米高空,它们会吸收阳光,改变局部的温度分布。这些并不合群的杂质被塞进了地球的大气循环系统,而我们目前还没搞清楚,这会如何扰乱明年的降雨或者风暴。人类在工程探索上总是习惯先行一步。当年发明内燃机时,没人预料到一百年后气温会升高;现在为了全球联网,人类开启了卫星大爆发时代,却还没想好如何处理这一场持续不断的“金属雨”。科学界正在加速研究,试图赶上卫星发射的速度。但无论如何,飘浮在高空的那些化学尘埃,最终都会以某种方式写进地球的账单里。~~~~~~图为儒勒·凡尔纳号无人货运飞船再入地球大气层时形成的人造火流星,图源:NASA/ESA/BillMoedeandJesseCarpenter信源:AndyTomaswick发在UniverseToday的相关报道
超级地球”有多宜居?体积是地球的2.4倍,但平均温度仅为22度,堪称四季如春,
超级地球”有多宜居?体积是地球的2.4倍,但平均温度仅为22度,堪称四季如春,那么,人类是否能在这样的行星上安居乐业呢?提到超级地球,很多人都会想到开普勒-22b,这颗2011年被发现的行星,凭着半径是地球2.4倍、平均温度22℃”的标签,一度被网友奉为宇宙宜居天花板,甚至有人畅想在上面摆脱房贷、自在生活,但真相远比想象中残酷,这颗星球的宜居属性,其实藏着不少没说透的秘密。首先要明确,开普勒-22b的“宜居”从来不是定论,只是科学家基于有限数据的推测,它之所以能圈粉无数,核心是处在恒星宜居带内,距离母星开普勒-22的距离比地球到太阳近15%,但这颗母星的表面温度比太阳低约260℃,一近一低的条件叠加,才算出22℃的平均温度,可这个温度有个大前提,必须拥有和地球类似的大气层,能形成恰到好处的温室效应。要是没有大气层,它的表面温度会跌到零下11℃,和宜居毫无关系,但如果大气层像金星那样浓密,温度又会飙升到460℃,直接变成炼狱,更关键的是人类至今都没法确定它是否有大气层,甚至连它的本质都没摸透。最新研究显示,开普勒-22b的质量上限约为地球的9.1倍,大概率不是岩石行星,更可能是一颗“水世界”表面被液态海洋覆盖,或是包裹着浓厚的气态外壳,和地球的固体表面完全不同。就算退一步讲它真有固体表面,人类也过不了重力这一关,按引力公式推算,这颗星球的表面重力可能是地球的6倍左右,这意味着一个体重100斤的人到了那里,体重会瞬间变成600斤,骨骼和内脏根本承受不住,连站立都成奢望,更别说安居乐业了。而且它没有卫星保护,无法抵御小行星撞击,地质活动是否稳定也还是未知数,而稳定的地质活动是产生磁场、抵御宇宙射线的关键。距离更是一道无法逾越的鸿沟,开普勒-22b位于天鹅座,距离地球约638光年,光都要跑600年才能抵达,以人类目前最快的飞行器15.5千米/秒的速度计算,单程需要1160万年,这个时间远超人类文明的历史。更现实的是,现有技术根本没有足够能量支撑飞行器飞行这么久,哪怕只是发送一个探测信号,来回都要1200年,等收到反馈时人类文明可能都已经迭代无数次了。可能有人会好奇,这么远的星球,科学家是怎么发现的,靠的是开普勒望远镜的凌日法,这种方法和普通望远镜的观测逻辑完全不同,当行星绕恒星运行时,会短暂遮挡恒星的光,导致恒星亮度出现细微变化,开普勒望远镜能捕捉到这种万分之一甚至十万分之一的亮度波动。再通过遮光时间和范围推算出行星的体积和轨道,值得一提的是,它最初的任务不是找宜居行星,而是给宇宙中的恒星和行星做“人口普查”,发现开普勒-22b只是意外收获。其实天文学家口中的“宜居行星”,和大众理解的“能住人”完全是两回事,前者只是指行星具备维持生命的潜在条件,比如可能有液态水、处于宜居带,不代表一定有生命,更不意味着人类能直接移居。开普勒-22b的价值,不在于成为人类的“备用家园”,而在于帮科学家完善行星演化理论,探索宇宙中生命存在的可能性。与其幻想移居遥远的超级地球,不如珍惜当下的地球家园,毕竟这颗星球的磁场、大气层、重力环境,都是经过数十亿年演化才形成的完美平衡,是目前人类唯一能赖以生存的星球,而对开普勒-22b的探索,更像是在提醒我们,地球在宇宙中是多么独特和珍贵。麻烦看官老爷们右上角点击一下“关注”,既方便您进行讨论和分享,又能给您带来不一样的参与感,感谢您的支持!
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。1970年4月24日的酒泉发射场,长征一号火箭稳稳立在发射台上,箭体里的东方红一号,压根就没装过任何能让它回来的设备。研制这颗卫星的核心团队,从敲定方案那天起,就没把回收列入过任务清单。1965年,中国正式敲定第一颗人造卫星研制工程,代号651任务,目标只有一个,让卫星成功入轨,完成既定探测和信号传输。那时候的中国航天,才刚迈出第一步,长征一号火箭的运载能力就摆在那儿,多一分重量,发射风险就多一分。回收系统不是一小块零件,整套装置下来要占不少重量,还得配套复杂的制动、减速、定位设备,技术难度直接翻倍。研制团队心里跟明镜似的,与其花精力搞回收,不如把所有重量都用在卫星的核心功能上。卫星的总设计师孙家栋,带着团队一遍遍抠细节,能省的重量全省,能简化的装置全简化。姿态控制系统原本有备份模块,为了减重直接拆掉,只保留核心工作部件,半点冗余都不留。电源团队研制的银锌电池,为了减重放弃焊接工艺,改用铆接,硬生生把电池重量压到最优。就连卫星的外形,都设计成七十二面体的球体,既稳固又能最大化利用空间,还能自带反光效果,方便地面观测。最终定型的东方红一号,总重量一百七十三公斤,这个重量,比苏联、美国、法国、日本的首颗卫星加起来都重。重量定下来,轨道参数成了重中之重,科研人员抱着算盘、围着晶体管计算机,算了一遍又一遍。最终敲定的椭圆轨道,近地点四百四十一公里,远地点两千三百六十八公里,倾角六十八点五度,这个高度,直接避开了地球的稠密大气层。四百多公里的高空,空气分子稀薄到极致,卫星飞行时受到的大气阻力,几乎可以忽略不计。没有阻力的持续消耗,卫星就能靠着惯性一直飞,地球引力刚好拉住它,形成稳定的绕地运转轨迹。研制团队算得明明白白,只要能把卫星送入这个轨道,就算完成任务,后续的在轨飞行,全靠自然规律维持。1970年4月24日晚上九点三十五分,长征一号火箭点火升空,尾部拖着烈焰直冲天际。火箭飞行十五分钟,精准完成星箭分离,东方红一号顺利进入预定轨道,那一刻,酒泉发射场一片沸腾。卫星入轨的瞬间,自带的信号发射系统立刻启动,《东方红》乐曲通过二十点零零九兆周的频率,清晰地传遍全球。地面的测控站点,从酒泉到海南再到喀什,全程牢牢锁定卫星信号,每一项参数都显示正常。这颗卫星的设计工作寿命只有二十天,靠着优质的银锌电池,实际稳定工作了二十八天,远超预期。1970年5月14日,卫星的电池耗尽电量,停止发射所有信号,圆满完成了所有既定研制任务。任务结束了,但卫星的飞行没有停止,它没有制动火箭,没有减速装置,更没有回收舱,根本没有下坠的条件。它就那样在预定轨道上,以每秒七点六八公里的速度飞行,每一百一十四分钟绕地球一圈,日复一日,年复一年。这么多年过去,卫星的轨道只有极其轻微的衰减,近地点高度只下降了六公里左右,依旧稳定在四百三十五公里上下。当初不设计回收,不是技术不够,而是完全贴合当时的航天需求,把有限的能力用在最关键的地方。那时候的首要目标,是打破国外的技术封锁,证明中国能独立发射人造卫星,能迈出探索太空的第一步。回收技术的攻关,是后续航天工程的事,东方红一号的使命,就是成功入轨,就是把《东方红》的乐曲送上太空。它不用回来,也不需要回来,它的存在,本身就是一次圆满的成功。没有回收系统,少了额外的重量负担,才让长征一号能稳稳把它送入高轨道,才让它能摆脱大气阻力的影响。高轨道的低阻力环境,加上没有主动减速的设计,让这颗卫星拥有了超长的在轨寿命。按照目前的轨道衰减速度,东方红一号还能在太空继续飞行数百年,甚至上千年,不会轻易坠入大气层。它不是不想回来,而是从诞生的那一刻起,就被赋予了留在太空的使命,用最朴素的方式,见证中国航天的一步步成长。它没有复杂的功能,没有华丽的设计,却用最简单的存在,完成了最伟大的突破,这就是最实在的航天底气。麻烦各位读者点一下右上角的“关注”,留下您的精彩评论与大家一同探讨,感谢您的强烈支持!
看来这个导播是在大气层,这就是替身文学吗?陈妍希在发言感谢周柯宇带来最好的李雾的
看来这个导播是在大气层,这就是替身文学吗?陈妍希在发言感谢周柯宇带来最好的李雾的时候,导播居然把镜头切向了陈鑫海。鹅厂真的太会整活了!
载重16吨武器九天无人机可飞不到太空,太空是指地球大气层以外的宇宙空间,那里
载重16吨武器九天无人机可飞不到太空,太空是指地球大气层以外的宇宙空间,那里几乎没有空气,而无人机飞行依赖空气动力,没空气就没法产生升力和操控力,所以它只能在大气层内活动。九天无人机优点不少。它续航能力强,能长时间执行任务;飞行稳定性高,受气流等影响小;还具备高清拍摄功能,能获取清晰影像资料。至于研发时间,我没查到确切信息,但科技发展日新月异,它肯定是科研人员不断努力的成果,在很多领域发挥着重要作用,像测绘、巡检等。
看航天员返回或科幻电影,返回舱总像火球般通红。表面温度能达到1600-1800℃
看航天员返回或科幻电影,返回舱总像火球般通红。表面温度能达到1600-1800℃,最高甚至超2000℃,但火箭升空时顶多冒点白烟,根本没有灼烧痕迹。这不是设计差别,而是飞行状态完全不同。返回时的高温,主要不是空气摩擦,而是“激波加热”。飞船返回速度超11公里/秒,是音速的30倍,比子弹快几十倍。高速撞向大气层时,前方空气被急剧压缩,来不及散开就形成高温高压的“激波”。激波锋面温度能达5300℃,包裹着返回舱传递热量。而且返回是从空气稀薄的太空,落到越来越稠密的低空。地球引力不断加速,速度越降越快,空气越密,高温集中爆发。更特别的是返回时会经历“黑障区”。高温让空气分子电离,形成等离子体包裹飞船。这段时间飞船和地面通信完全中断,通常持续3-6分钟,全靠预设程序飞行。这也是返回过程中最关键的风险点之一。发射时的情况正好相反,火箭速度是慢慢加上去的。刚开始每秒才几百米,就算到大气层边缘,速度也远低于返回时。低速状态下,就算空气稠密,也没法压缩形成强激波,产热自然很少。等火箭速度提上来,已经飞到空气稀薄的高空,热量没地方聚集,所以看不到高温灼烧的样子。返回舱能扛住高温,全靠特殊的热防护系统。表面的烧蚀材料遇到高温会慢慢分解、升华。通过相变吸热和带走热量,给返回舱“降温”,就像自带一层“降温铠甲”。神舟飞船用的钝头设计也很关键,能扩大激波与表面的距离,分散热量。现在应对返回高温,有一套完整的减速流程。先靠推进舱反向点火减速,脱离轨道。进入大气层后,靠大气阻力进一步降速。到10公里高度时打开降落伞,先开引导伞,再开减速伞,最后展开主降落伞。降到距地面1公里左右,反推发动机点火,让返回舱以1-2米/秒的速度安全着陆。目前用大气层减速,仍是最经济可靠的方式。不过也有更激进的方案在试验,比如SpaceX星舰打算靠发动机反向点火,直接“硬减速”,理论上能把外壳温度压到室温。但这种方式需要多带大量燃料,成本极高,还没完全成熟。简单说,返回是“高速撞进密空气”,发射是“低速爬出密空气”。两种完全不同的飞行状态,造就了“一热一凉”的鲜明反差。信源链接:科普中国:
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。上世纪五十年代末,中国航天事业刚起步,1958年就提出了卫星预研计划,1965年正式开始研制这颗"争气星"。当时全国上下憋着一股劲,要实现从无到有的突破,根本没精力考虑返回技术——能把卫星成功送入太空,就算完成了历史性跨越。1970年4月24日21时35分,酒泉卫星发射中心一声轰鸣,长征一号运载火箭托举着东方红一号直冲云霄。这颗直径1米、重173公斤的72面体卫星,被送入了近地点441千米、远地点2368千米的椭圆轨道。这个轨道高度在当时经过了精心计算,既考虑了火箭运载能力,又能满足任务需求。技术人员还给卫星设计了自旋稳定方式,让它以120转/分钟的速度旋转保持姿态,甚至为了让地面能"看得见",特意在第三级火箭上加装了"观测裙",通过膨胀的镀铝气球提高亮度。其实从设计之初,东方红一号的定位就是技术试验卫星,主要任务是播送《东方红》乐曲、测量空间环境参数。它搭载的银锌电池设计寿命只有20天,实际工作了28天就停止了信号发射。在那个年代,返回式卫星技术远比发射卫星复杂,需要解决再入大气层时的热防护、姿态控制等一系列难题,中国航天当时还不具备这样的条件。与其花精力研究返回技术,不如把有限的资源用在"上得去、抓得住、听得见、看得见"这四个核心目标上。而它能在太空"常住"五十多年,关键就在于那个高轨道设计。距离地球表面几百千米的太空,大气已经极其稀薄,阻力小到可以忽略不计。卫星在这样的轨道上运行,轨道衰减速度非常缓慢。国家航天局的数据显示,到2009年,东方红一号的轨道参数依然稳定在近地点439千米、远地点2384千米,和发射时相比变化不大。不像有些低轨道卫星,几个月就要调整一次轨道,否则就会被大气阻力拽回地球。有意思的是,这颗卫星还创造了个纪录——它的重量比苏联、美国、法国、日本四国发射的第一颗卫星总和还要重29.8千克。当初为了让地面观测更方便,技术人员在零下几十度的雪地里挖坑架铝槽,反复试验卫星蒙皮的阳极化电抛光工艺,就是这样靠着土办法加巧心思,完成了这个看似不可能的任务。虽然现在它已经和地面失去联系,但2020年3月,还有天文爱好者在北京上空捕捉到了它过境的轨迹,那暗淡的光点背后,藏着中国航天最朴素的起步故事。
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。1970年4月24日那天,酒泉卫星发射中心的长征一号火箭腾空而起。科研人员当时的目标特别明确,就是要让中国的第一颗人造卫星稳稳扎进太空,根本没把回收列入计划。那个年代,美苏早就靠着卫星抢占了太空先机,中国航天人憋着一股劲,要的是“上得去、听得到、看得见”的硬实力,能让《东方红》的乐曲传遍全球,能让世界看到中国的卫星,这就已经是巨大的胜利。东方红一号的飞行路径,是科研人员用算盘反复算出来的黄金轨道。近地点稳定在440公里上下,远地点能冲到2300多公里。这个高度特别讲究,已经跳出了地球低层大气的“拖拽区”。咱们生活的地面之上,大气越往上越稀薄,到了这个高度,空气分子少得可怜,对卫星的阻力几乎可以忽略不计。不像国际空间站,轨道低得多,每月都得“加油”抬升高度,不然就会慢慢往下掉,东方红一号靠地球引力当向心力,就能顺着轨道稳定飞行。这颗卫星的“身材”也帮了大忙,它是个直径1米的72面体圆球,这种形状能让它在太空里受力特别均匀。设计师们考虑到太空里的辐射和微小流星撞击,外壳用了高强度的铝合金,内部设备也都做了抗辐射加固。哪怕在太空飘了半个多世纪,它的结构都没出现大问题,质量分布始终均匀,不会因为姿势跑偏打乱轨道。173公斤的重量也恰到好处,既能抵抗轻微的轨道衰减,又不会因为太重提前下坠,要知道这个重量,比之前苏、美、法、日四国首颗卫星的重量总和还大。它的“自我稳定技能”在当时堪称一绝,卫星靠着每分钟120转的自旋保持姿态,就像陀螺转起来不会倒一样。科研人员还装了太阳角计和红外地平仪,让它能精准感知自身位置,哪怕没了动力也不会乱晃。1970年5月24日,它携带的银锌电池耗尽,停止发送信号,但这只是“失声”,不是“失控”,轨道依旧保持得稳稳当当。2022年5月,有天文观测者拍到了特别的一幕。中国空间站和东方红一号在太空擦肩而过,这颗老卫星和年轻的空间站同框,像是完成了一场跨越半个世纪的对话。观测数据显示,这么多年过去,它的近地点只下降了13公里,年均衰减还不到0.3公里。航天专家测算后给出结论,按照这个速度,它再在太空飞千年都没问题。有人问,现在咱们有天宫空间站了,为啥不把这位“航天老前辈”接回家?这个想法特别暖心,但实操起来不现实。东方红一号每秒飞行速度能到7.8公里,空间站机械臂空载时每秒才动0.3米,追上它比走路追高铁还难。而且它的轨道倾角和空间站差了20多度,调整轨道要消耗巨量燃料,性价比实在太低。对中国航天来说,东方红一号早就不只是一颗卫星。它是1958年钱学森牵头成立“581”攻关小组后,一代代人用手工敲打、算盘计算换来的成果。它在太空的每一圈飞行,都在见证中国航天从追赶到领跑的跨越。从神舟飞船载人飞天,到嫦娥探月带回月壤,再到祝融号登陆火星,这些成就的起点,都藏在1970年那声火箭轰鸣里。它就这么安静地飘在太空,没有动力却从未迷失方向。它不只是一个航天器,更是刻着中国航天人精神的“太空纪念碑”,会一直陪着中国航天走得更远。
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