其實東方紅一號根本就沒有燃料,而且在當(dāng)初設(shè)計時根本就沒打算裝載燃料,為什么沒有燃料的衛(wèi)星還能在天上飛行那么久,它永遠(yuǎn)都不會掉下來嗎?
這是中國第一顆人造衛(wèi)星,也是全球第四個能發(fā)射衛(wèi)星的國家,盡管它的發(fā)射比前蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星晚了將近13年,但它的技術(shù)和發(fā)射質(zhì)量,都甩了前四顆衛(wèi)星十條街,這一點我們一直都引以為傲。
東方紅一號是當(dāng)時中國的兩彈一星中的一星計劃,兩彈是原子彈和氫彈,還有能裝載核彈頭的導(dǎo)彈和第一顆衛(wèi)星,完成了在一窮二白時代里相當(dāng)了不起的任務(wù):原子彈成為最后第五個試爆的常任理事國,氫彈則超越法國成為第四個,衛(wèi)星則超越英國成為第四個發(fā)射衛(wèi)星常任理事國。按理日本是發(fā)射衛(wèi)星的第四個國家,1970年2月11日日本趕在中國發(fā)射之前率先發(fā)射了衛(wèi)星,不過日本不是常任理事國,而且質(zhì)量只有可憐的24千克,下圖是各國第一顆衛(wèi)星的質(zhì)量與軌道數(shù)據(jù)
正如上文所說,其它四顆加起來也只有也不如東方紅一號,千萬不要小看這衛(wèi)星的質(zhì)量,因為送到近地軌道上的質(zhì)量,每一千克都代表著運(yùn)載火箭的載荷能力,所以東方紅一號的173千克總質(zhì)量,不僅是衛(wèi)星技術(shù)的提升,而且還是第一枚運(yùn)載火箭的技術(shù)起點是很高的。
另一個值得一提的是在前蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星上天一年之后1958年10月,中國"高空大氣物理代表團(tuán)"到達(dá)蘇聯(lián)考察,根據(jù)中蘇科學(xué)技術(shù)協(xié)定,中國代表團(tuán)打算參觀學(xué)習(xí)蘇聯(lián)的衛(wèi)星與發(fā)射火箭的設(shè)計與制造,但不出各位所料,除了美麗的莫斯科景色和博物館外,啥都沒看著!當(dāng)初可能難以理解,但到了21世紀(jì)其實特別容易理解,有誰會將最先進(jìn)的技術(shù)展示給別人呢?所以這個案例也奉勸各位,與其被人卡脖子不如自己奮發(fā)圖強(qiáng),搞出真正屬于自己的東西來,所以筆者就比較喜歡踏實研究搞出好產(chǎn)品的公司,像某些避只會組裝而不談自主創(chuàng)新的公司,只能表示呵呵!
東方紅一號真進(jìn)行太空廣播?
要了解太空廣播的含義,我們首先得來了解下衛(wèi)星的載荷,主要有電源(銀鋅電池)、測軌用的雷達(dá)應(yīng)答機(jī)、雷達(dá)信標(biāo)機(jī)、遙測裝置、電子樂音發(fā)生器和發(fā)射機(jī)、科學(xué)試驗儀器,在太空期間的任務(wù)除了播放《東方紅》樂曲之外,還有衛(wèi)星技術(shù)測控以及探測電離層和大氣密度等任務(wù)。
但對于老百姓來說,其他統(tǒng)統(tǒng)都看不懂,不如《東方紅》樂曲來的更實際一些,而當(dāng)時的廣播也確實收到了東方紅一號的廣播,但各位可能都理解錯了,東方紅一號的波段與發(fā)射功率,只適合專業(yè)的衛(wèi)星地面臺,也就是俗稱大鍋的衛(wèi)星通訊天線才能被接收。
地面站接收后轉(zhuǎn)換成音頻信號,再通過廣播電臺發(fā)射,這才成了各位家里收音機(jī)都能收到的廣播信號,再有就是即使東方紅一號的衛(wèi)星的發(fā)射功率再大,它的波段也在各位收音機(jī)的接收頻率以外,因此各位都誤解了,但這沒有關(guān)系,在當(dāng)時的時代背景下,當(dāng)聽到衛(wèi)星發(fā)射成功后傳來的樂曲聲時,心情有多激動。
其實更準(zhǔn)的說,東方紅一號現(xiàn)在是一個太空垃圾而已,這有如下幾個原因:
東方紅一號電源已經(jīng)耗盡
東方紅一號沒有姿態(tài)控制
當(dāng)然最關(guān)鍵的是第一條,電源耗盡后及時它功能正常,也無法正常工作了!東方紅一號使用的銀鋅電池,這是一種化學(xué)電池,設(shè)計壽命20天,它工作了28天,應(yīng)該已經(jīng)遠(yuǎn)超設(shè)計壽命,這表明是非常成功的,但耗盡后整個衛(wèi)星的就成了一個174公斤的大秤砣。
第二條也非常關(guān)鍵,早期衛(wèi)星都是中心對稱或者軸對稱的設(shè)計,因為可以使用自轉(zhuǎn)維持姿態(tài),因此采用的天線是多根全向天線,而不是后來的直播衛(wèi)星使用的拋物面天線?,F(xiàn)代衛(wèi)星的姿態(tài)控制方式有:
姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)
動量輪姿態(tài)控制
姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)需要攜帶燃料,比如壓縮空氣或者攜帶燃料和氧化劑,攜帶燃料的發(fā)動機(jī)或者姿態(tài)發(fā)動機(jī)可以變軌,或者維持高度,比如國際空間站每周都要維持一次高度,也可以改變飛行器姿態(tài)!但動量輪(高速旋轉(zhuǎn)的陀螺)只能改變姿態(tài),無法變軌和維持高度,因此大部分時候都是兩者配合使用的。
但東方紅一號沒有動量輪控制,它在與火箭脫離時采用了旋轉(zhuǎn)保證穩(wěn)定,所以東方紅一號它在太空中是不斷轉(zhuǎn)動的,這種方式明顯不適合載人,當(dāng)然衛(wèi)星這種機(jī)器是無所謂的。但動量輪需要耗電,東方紅一號這種自轉(zhuǎn)穩(wěn)定是一旦開始就不會停止(此處大氣極其稀薄,幾乎可以忽略不計),到現(xiàn)在它仍然是自轉(zhuǎn)且穩(wěn)定的(姿態(tài)沒有失去控制,沒有翻滾)
但在無法聯(lián)系的情況下仍然是一塊廢鐵,也就是所謂的太空垃圾!它還沒有墜落是因為它特殊的軌道設(shè)計,首先它的傾角很大,這是考驗運(yùn)載火箭的發(fā)射能力了,因為發(fā)射極軌衛(wèi)星比發(fā)射赤道面自轉(zhuǎn)方向要難得多,但跟這個沒啥關(guān)系!另一個關(guān)鍵因素是高軌道,當(dāng)前東方紅衛(wèi)星的軌道參數(shù)為:
時間 (協(xié)調(diào)世界時 UTC):2020年3月2日 21:10:39
軌道偏心率:0.1054085
軌道傾角:68.4239°
近地點高度:429 km
遠(yuǎn)地點高度:2033 km
每日繞地圈數(shù):13.07868053
初始時刻的軌道圈數(shù):34475
它的近地點高度比國際空間站要高一些,但遠(yuǎn)地點高度達(dá)到2033千米,而東方紅一號在發(fā)射時的參數(shù)為:
近地點:439公里
遠(yuǎn)地點:2384公里
近地點下降了10千米,畢竟近點還是跟國際空間站軌道差不多的近地軌道,空氣阻力還是有一些,遠(yuǎn)地點則下降了300多千米。近地點高度大概要下降到300千米以下才會大幅度丟失高度,最終重返大氣層,要完成這100千米的軌道下降任務(wù),至少也需要500年以上,因此這個軌道保證它在未來相當(dāng)長的時間仍然會繼續(xù)運(yùn)行下去。
這里有個比較有意思的小故事,即東方紅一號的衛(wèi)星在地面上是看得見的,這個衛(wèi)星只有173千克,盡管是一個72面體且布滿了發(fā)射片,但它直徑不超過1米,實際地面觀測只能達(dá)到7等星。而肉眼觀測極限是六等星,所以當(dāng)時為了大家能看到這顆衛(wèi)星,在三級火箭上設(shè)置了一個充氣的反射面。
所以各位當(dāng)年看到的并不是衛(wèi)星,而是那個充氣大球體,不過三級火箭和東方紅一號分離時幾乎是處在同一軌道上的,各位看到那個充氣大球體時,前面不遠(yuǎn)就是衛(wèi)星啦,所以差不離!
現(xiàn)在兩者差的就有點遠(yuǎn)了,不過當(dāng)年的長征一號三級火箭也將留軌很久,夫唱婦隨?
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