東方紅一號電池耗盡于1970年5月14日,結束了其工作壽命。不過,衛星的軌道壽命并沒有結束,至今東方紅一號仍在空間軌道上運行。為何它能持續運行這么長時間不墜毀?專家表示,東方紅一號還將繞著地球運轉上千年。
“兒時仰望星空,會看著天上的星星,猜測哪一顆是東方紅一號。”在長征五號運載火箭副總指揮曲以廣看來,東方紅一號是中國航天從篳路藍縷到星辰大海的開端。
1970年4月24日,中國首顆人造地球衛星東方紅一號成功發射,自此開啟中國的太空時代。52年前,東方紅一號讓中國成為世界上繼蘇聯、美國、法國、日本之后第五個成功發射國產人造地球衛星的國家。52年后,這顆衛星仍在軌飛行,見證著中國衛星事業和航天事業的發展和成就。
東方紅一號為何能在軌飛行52年
2016年9月15日發射入軌的天宮二號空間實驗室于2019年7月19日受控離軌再入大氣層,少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。然而,相較天宮二號而言,東方紅一號簡陋得如同玩具,其設計壽命僅為20天,電池耗盡于1970年5月14日。為何它卻能持續運行這么長時間不墜毀呢?
由于長征一號的運載火箭運載能力較強,東方紅一號的起點很高。它總重173公斤,超過前4個國家發射的第一顆衛星的總重量之和。東方紅一號運行在近地點439公里,遠地點2384公里,這條軌道也要比美蘇發射的第一顆衛星的軌道高。
東方紅一號整個系統的完成度非常高。除了重量、軌道高度以外,它的載荷還實現了技術水平較高的操作,比如要在軌播放《東方紅》樂曲。另外,凡是衛星可以覆蓋的國家和地區,中國向其進行了非常精準的軌道預報。中國航天人不負眾望,圓滿完成了“上得去、抓得住、聽得著、看得見”的首顆人造地球衛星發射任務。
中國工程院院士戚發軔表示,東方紅一號的發射,一舉打破了蘇聯、歐美等國家對航天尖端技術的壟斷。“搞東方紅一號的時候,我們沒用一個外國元器件,都是中國人自己造的”。
東方紅一號已經在軌52年,這也是非常了不起的成就。一是因為軌道高度比較高,另外一個原因是軌道傾角設計非常巧妙。當年中國航天工程師團隊選擇了一個既充分利用火箭運力、又能兼顧地區覆蓋能力,盡量讓更多國家和地區可以接收到音樂,并能看到中國衛星的軌道。正是因為東方紅一號的軌道高度和軌道傾角的“優雅”組合,才能讓它52年后仍然在軌道飛行。哪怕是美國這樣的航天強國的首顆衛星也沒做到這一點。
有專家表示,由于最低高度超過了400千米,東方紅一號面臨的大氣影響可謂微乎其微,東方紅一號還將繞著地球運轉上千年。
“東方紅”家族成績單
東方紅一號升空,拉開了中國探索太空的序幕。此后,我國人造地球衛星種類不斷豐富。
中國航天專家龐之浩表示,中國衛星發展可分為3個階段,第一階段是技術準備階段(1956-1970年),完成了從基礎研究到東方紅一號入軌的任務。第二階段是技術試驗階段(1971-1984年),主要成果是研制、發射和運行返回式遙感衛星、試驗性通信衛星和科學探測與技術試驗衛星。第三個階段為工程應用階段(1985年至今)。在這個階段,我國衛星工程從技術試驗走向工程應用,四大系列衛星相繼投入使用。
專家表示,“東方紅”系列的命名方式也經歷了一個變化的過程。東方紅一號是中國第一顆衛星,我國之后陸續發展了三代地球靜止軌道通信衛星平臺:東方紅二號、三號、四號,其中二號、三號有同名衛星,而四號則只是作為平臺名稱使用。其中二號是小容量衛星平臺,三號是中容量衛星平臺,四號是大容量衛星平臺,東方紅五號是超大容量平臺。
根據航天科技集團提供的數據,截至2020年,我國自主研制了17種型號的長征系列運載火箭,成功實施300余次發射,將500多顆航天器送入太空,成功率96%,可靠性、安全性和入軌精度達到世界領先水平。半個多世紀以來,我國載人航天和深空探測不斷取得重大突破,成為世界上少數幾個獨立掌握載人天地往返、空間出艙、空間交會對接、推進劑在軌補加等重大技術的國家之一。
小火箭微信公眾號創始人邢強表示,經過50多年的發展,從軌道角度講,中國衛星已覆蓋低中高各種軌道高度,從小傾角到大傾角全部覆蓋,“東方紅”已不是一顆衛星的名字,而是一個型譜和家族。
后續重大發展方向:大、多、遠
伴隨著技術的發展,中國的航天器也從人造地球衛星發展到載人飛船以及深空探測器,讓中國從世界第五逐步向最前列挺進。據《中國航天科技活動藍皮書(2020年)》顯示,中國在軌運行應用衛星數量超過300顆。按照在軌活躍衛星數來說,是世界第二,僅次于美國。但專家認為,這些成績很出色,但未來仍有很多重大技術需要突破。
邢強將中國后續發展的重大任務方向總結為大、多、遠。
“大”就是要在發展多種軌道、多種傾角衛星譜系的基礎上,盡快在新一代載人飛船和貨運飛船支撐下完成空間站的建設,并為醫學、工業生產、尖端基礎科學提供不可替代的科研平臺。
“多”就是要看到僅拼單星性能指標的時代即將過去,“拼星座”的時代馬上到來。只有靠大量活躍衛星的在軌,并組成動態、自組織、自管理的巨型星座,才能保證我國未來在太空的軌道和頻譜資源。
“遠”就是要著眼于具有重大戰略意義的深空探測任務。雖然目前中國已實現探測器月球著陸,但人類重返月球的計劃始終在激勵著全球航天工程師,后續還要在人類重返月球計劃、人類首次登陸火星、小行星采礦等任務上求新、求遠。
以長征一號火箭發射東方紅一號衛星為起點,中國航天事業步履不停。航天科技集團黨組書記吳燕生表示,“與50多年前相比,今天的中國航天有更堅實的基礎、更優秀的人才、更好的外部條件,正處在由航天大國向航天強國轉變的路上。同時也會不斷碰到新問題、遭遇新挫折、迎來新挑戰”。當前中國航天正面臨著嚴峻形勢,要進一步加強質量管理,提升質量意識,更好地傳承弘揚航天三大精神和優良傳統。
吳燕生說:“無論如何,我們要始終記得,新一代人擁有新的夢想。我們當前為之奮斗的夢想就是航天夢、中國夢。”
(環球網)