东方红一号为什么还没有坠毁？

在2021年5月，我国的天宫空间站完成了核心舱的在轨实验，预计在2022年前后完成全部建设。我国的空间站设计的在轨寿命是10年左右，超过这个期限，空间站将会启动自毁程序，跌入大气层中烧毁。

Tips：空间站space station，又称太空站、航天站。是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。

这不免让人产生疑问，当年我国发射的第一颗人造卫星东方红一号，已经失去动力有49年了，为什么还在绕着地球飞行而没有坠毁呢？其实，别说坠毁，我国的东方红一号在太空中再飞1000年也没事！这到底是为什么呢？

坎坷的研发之路

1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造卫星斯普特尼克一号。这颗卫星相当简陋，重量为83.6千克，只装备了两台信号发射器，以95分钟一圈的速度在距离地球215公里的轨道上运行。虽然非常简陋，但也是历史上浓墨重彩的一笔。

Tips：斯普特尼克一号是人类第一颗人造卫星，由前苏联火箭专家科罗廖夫利用导弹改制而成，为铝制球体，有4根鞭状天线，内装有科学仪器。

之后在11月3日，苏联又发射了第二颗卫星，还把一只叫做莱伊卡的狗一起送上了太空。这两件轰动世界的大事刺激了其他国家发展航天技术的热情。美国于是在1958年1月30日发射了自己的第一颗人造卫星，探险者1号，设备也同样简陋。重量只有8.22千克，就是一个金属圆柱体。而与此同时，我国也在加紧完成两弹一星的目标。

早在1955年，回国的钱学森就向国家提交了《关于建立我国国防航空工业的意见书》，于是国务院在两个月后决定成立秘密部门航空工业委员会，标志着我国航天、火箭事业的起点。

Tips：莱伊卡因太空舱内温度过高仅存活了几个小时，但它证明，生物在太空中也能存活，并为日后苏联发射载人航天飞船奠定了基础。

到了1958年，在充分准备之后，我国成立了中国第一个卫星小组，581组，正式开始攻坚卫星发射技术。组长由钱学森担任，副组长为赵九章和卫一清。整个小组由三个设计院组成，第一设计院负责卫星、运载火箭的总体设计，第二设计院负责控制系统的研发，而第三设计院负责卫星探测仪器的研发。

可不巧的是，1959年自然灾害严重，我国无力支撑庞大的“两弹一星”工程，只能先保证导弹和原子弹的研制。于是在1960年2月19日，我国只是尝试性得发射了一枚探空火箭，高度只有8公里，但也是我国迈向太空的第一步。等到国内局势趋于稳定，可以继续进行卫星工程的时候已经是1966年了，这时美国已经成功发射了74颗卫星，苏联也大致如此。

Tips：钱学森，汉族，出生于上海，祖籍浙江省杭州市，空气动力学家、系统科学家，工程控制论创始人之一，中国科学院学部委员、中国工程院院士，两弹一星功勋奖章获得者。

经历动荡之后的1968年2月，中国空间技术研究院正式成立，钱学森担任院长，我国第一颗卫星的研发工作才回到了正轨。

在1967年的12月的国防科委召开会议中，东方红一号卫星的大致设想终于被确定，整个卫星的重量为170千克，直径约1米，运载轨道高度在400公里左右。不过想要发射卫星，还有两个棘手的问题摆在中国面前。第一是当时国家虽然有能飞出大气层的单级火箭，但想要运载卫星达到400公里的轨道，还需要研制新的多级火箭。此外，还要建设足够规模的检测台组成卫星观测网，才能和人造卫星保持沟通。

Tips：东方红一号，是20世纪70年代初中国发射的第一颗人造地球卫星。东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元。

为了完成中国第一颗人造卫星工程，国家多部门双管齐下，可以运载卫星的长征一号运载火箭在1969年4月进入试车阶段。至于卫星的跟踪观测，在1965年就已经在全国建设了23个光学观测站，之后又陆续建设了6个无线电地面测控站。

到了1969年9月29日，我国第一颗氢弹成功引爆，东方红一号卫星在同月交付测试。这年，美国阿波罗11号已经登月成功，连日本都在研制自己的第一颗人造卫星。我国科研工作者夜以继日，就想赶在日本人之前发射卫星。

Tips：火箭是火箭发动机喷射工质产生的反作用力向前推进的飞行器。是用于将科学仪器以抛物线轨迹送入地球大气层的上部区域，使其进入近地空间的一种火箭。

然而让人没有想到的是，在1969年11月16日，我国第一枚运载火箭在发射试验中坠毁，耽误了整个航天项目。直到1970年1月30日，第二枚长征一号运载火箭发射成功，我国才完成了火箭的测试工作。仅仅在一个月后，1970年2月11日，日本就赶在中国之前，发射了自己的第一颗人造卫星。而东方红一号，则在1970年4月24日发射升空，我国成为了世界上第五个拥有卫星发射能力的国家。

虽然说时间上输给了日本，但是论卫星技术，中国的第一颗卫星要比其他国家先进太多。东方红一号重量173千克，运行轨道近地点距离地球439千米，最远点距离地球2384千米，并且和只能向地面传送电码的苏联第一颗卫星不同，东方红一号卫星直接用20.009兆的波段，向地球放送《东方红》乐曲。

Tips：日本是一个太平洋西岸的岛国。西隔东海、黄海、朝鲜海峡、日本海与中国、朝鲜、韩国等国相望。属温带海洋性季风气候，终年温和湿润。6月多梅雨，夏秋季多台风。

我们知道，一个国家能运上去多大的卫星，发射技术就有多成熟。相比于其他国家，我国的第一颗人造卫星完全能用大哥大来形容。苏联发射的第一颗卫星重量为83.6千克，美国的只有8.22千克，法国的为38千克，而日本也只有9.4千克。我国发射的第一颗人造卫星的重量，直接超过了前四个国家第一颗卫星重量的总和。

Tips：卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。

尽管被日本抢到了世界第四的头衔，但是两个月后的东方红一号，可是成了全世界的头版头条。因为，它是世界上第一个，能用肉眼看到的人造卫星。

夜空中最亮的星

人在地面上用肉眼看到的星星，都是宇宙中自发光的恒星，按照亮度不同，被划分成6个亮度等级，最亮的如太阳，是一等星，最暗的是6等星亮度，是肉眼观察的极限。当初设计东方红一号的目标可以总结为12个字“上得去、抓得住、听得到、看得见。”为了实现看得见的效果，东方红卫星被设计成一个近似球体的72面体，外表面贴满了经过处理的铝合金，在卫星自旋的作用下就会产生一闪一闪的效果。

Tips：恒星演化是恒星在生命过程中所经历急遽变化的序列。恒星依据质量，一生的范围从质量最大的恒星只有几百万年，到质量最小的恒星比宇宙年龄还要长得数兆亿年。

不过东方红一号的直径只有米，能反射的光有限，只能达到7等星亮度，想观测只能用到天文设备，这和起初设计的“看得到”目标差点意思。但这时卫星已经定稿，只能想办法在其它东西上面加装设备。最后，设计师想到，可以在推动卫星进入轨道的二三级火箭上，增加一个镀铝的聚酰亚胺绸制造的“衬裙”。

它会在火箭和卫星分离之后展开，直径达到4米，在光照下亮度接近二等星。第三级火箭在分离后很长时间内，会一直跟在卫星后面，所以看到它就相当于看到了东方红一号。

Tips：天文仪器指观测天体和演示天象的仪器和设备的总称。现代观测天体的天文仪器包括地面和空间的各种望远镜和辐射接收器。演示天象的仪器包括天象仪和行星仪等。

这颗能在夜空中看到的“星星”不仅振奋了国人的自信心，也让全世界的天文爱好者对中国肃然起敬，如今已经过去了51年，这颗卫星还在围绕地球默默运行。受技术限制，东方红一号使用的是银锌电池，无法充电。当初设计的使用时间为20天，实际工作了28天才和地面断开了通讯。那么问题来了，为什么它可以天天待这么久呢？

为什么东方红一号还没坠毁？

大气层是导致卫星轨道逐渐降低最终坠落的主要因素。虽然我们一般把100公里高度的卡门线当做大气层和太空的边界，但在这之上依旧有稀薄的空气。

Tips：大气层atmosphere，是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋和陆地，大气层的厚度大约在1000千米以上，但没有明显的界限。

卡门线只是飞机飞行高度的极限，而大气直到500公里高时，才几乎为零。所以不管是什么卫星，只要高度在400公里以上，都会有极长的在轨时间。比如说美国1958年发射的第二颗人造卫星先驱者1号，已经在轨道上飞了60年还没有落下来的倾向。

在1958年发射的时候，它的轨道近地点为659公里，远地点3800公里，而到了2017年，它的轨道近地点已经到了660公里，远地点3844公里。也就是说，60年的时间非但没有减弱它的速度，反倒由于太阳的光压和其他天体的引力涉动，离地球越来越远了。

Tips：飞机aeroplane，是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。

东方红一号也是如此，在发射之初，东方红一号的轨道近地点为429公里，远地点为2036公里。到了2017年，观测的数据表示，它的近地点为435公里，远地点达到了2041公里，变成了一个更大的椭圆形轨道。

在一般情况下，一个卫星的轨道如果在300到400公里之间，那么它就没法忽视大气层对卫星造成的阻力。毕竟一颗卫星的运动速度在每秒7000米以上，只要有一点稀薄的大气，长年累月的运行也会让卫星逐渐减速。而如果卫星的轨道进入300公里范围内，它就已经进入了自杀模式，不久之后便会跌入大气层中烧毁。

Tips：卫星飞行的水平速度叫第一宇宙速度，即环绕速度。卫星只要获得这一水平方向的速度后，不需要再加动力就可以环绕地球飞行。这时卫星的飞行轨迹叫卫星轨道。

那么如此说来，东方红一号以后会离地球越来越远，甚至离开地球吗？这一点很难保证，虽然东方红一号有远离地球的趋势，但是在地球轨道空间中，还有各种小行星和太空垃圾。其实东方红一号已经彻底失去了功用，也该被算作是太空垃圾。这些太空垃圾时常有相撞的可能，一旦碰撞，它们的轨道就变得难以预计，甚至会威胁到在轨正常工作的其他卫星。

不过，学者估计，在未来的1000年内，东方红一号都不会和其他小天体碰撞改变轨道，甚至会永远留在地球身边直到人类灭亡。

Tips：太空垃圾Space debris或Space junk，是指在宇宙空间中的各种人造废弃物体及其衍生物。这些物体小到固态火箭的燃烧残渣，大到有在发射后被遗弃的多节火箭。

虽然听上去是个好事，但卫星永远留在地球轨道上确实有害于未来的航空发展。地球轨道就这么大，如果填满了失去功能的卫星，那么以后发射卫星和其他航天器将困难重重，人类很有可能被这些太空垃圾永远锁死在地球上。

意识到这个严重的后果，此后国际上发射卫星，都有自毁程序，当卫星的使用寿命走到尽头，就会刻意引导卫星下降到300公里范围内，卫星便会很快坠入大气层中烧毁。

Tips：蜉蝣是昆虫中最短寿的。 蜉蝣成虫的生活期很短,一般为几小时至几天,超过十天的极少。刚蜕皮的成虫就进行交尾,完毕后雄虫就大都立即死去,雌虫产卵后也就死亡了。

比如说现在的空间站，轨道高度都在400公里左右。在这个高度运行时，航天器还会受到大气的微弱阻力，平均每个月速度减少2公里左右。所以像七个礼炮、空间实验室、和平号、中国的两个天宫号、国际空间站等各种载人航天器，平时都需要推进器按时补充速度。

或者在航天器接轨和离开的时候，顺便推空间站一把。这样做会耗费大量燃料，但也是无奈之举，这样可以更好控制航天器，在想要自毁时不至于费太大的力气。而我国的天宫空间站，配备的是电推发动机，比国际空间站更加先进，在轨道修正的时候可以节省更多的燃料。

Tips：生物质燃料：是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等。

当然，至于东方红一号，我们也不希望它被人们当做太空垃圾对待。也许在以后，我们可以掌握更加先进的卫星回收技术，把东方红一号带回来放进博物馆，让它继续见证中国航天史的发展。