设计寿命20天的东方红一号卫星,已飞了50年,何时回收?
在过去的50多年间,中国的航天事业高速发展,就拿刚刚过去的这一年来说吧,先有嫦娥五号月球挖土而归,后有天问一号成功被火星捕获,而这一切都是始于50年前的那个春季。
在1970年4月24日,我国自主研发的长征一号运载火箭搭载东方红一号卫星顺利升空,当火箭划破长空的一刻,不仅照亮了中华大地,也在世界航天史上留下来浓墨重彩的一笔。要知道,当时新中国成立不过20载,而就是这短短的20年,中国航天人使中国成为了世界上第五个独立研制并成功发射卫星的国家,同时也使宇宙第一次听到了“中国的声音”。所谓“中国的声音”实际上就是指东方红一号卫星所发射的《东方红》音乐,当时地面接收站在收到东方红一号卫星所发射的信号后,将其解码,然后由中央人民广播电台将这首来自宇宙的乐曲向全世界播放。
我们知道,现在的航天器所使用的能源系统多为太阳能电池板或核电池,而东方红一号的能源并非来自于这两者。
受限于东方红一号升空时的技术水平,当时所采用的能源供应系统仍为化学电池,具体一点来说就是银锌电池。既然采用化学电池为人造卫星供电,那么可想而知,它的工作寿命必然是极其有限的,事实上东方红一号的设计工作寿命只有20天。
所谓的“工作寿命”指的就是东方红一号卫星可以正常向地球输出信号的时间,而在此后实际的运行过程中,东方红一号的工作时间比设计的要长了不少,它一共在地球轨道工作达到了28天。那么,现在东方红一号在哪里呢?它仍然在地球轨道上,它已经在那里飞行了50多年。
已经结束了工作寿命的东方红一号,为什么没有坠入大气层,而仍然能够在地球轨道运行呢?
如我们所知,现在的很多人造卫星以及空间实验室,在结束工作之后会在引导下进入大气,并最终坠落于预定的无人区,那么为什么东方红一号仍然可以留在地球轨道呢?因为坠毁并不是所有航天器的唯一结局。之所以结束工作的航天器要在引导下坠落,是因为不得不这样做,因为航天器在运行的过程中会受到大气的阻力,速度会逐渐降低,最终坠落,如果在不受控制的情况下坠落,那么很可能会造成人员和财产的损失,所以引导航天器有计划地坠落就是势在必行的。
那么航天器如何才能不坠落呢?只要够高就可以了。一般而言,如果航天器的轨道高度在300公里以上,那么大气密度则会变得非常低,航天器也就有了长期运行的可能。
东方红一号升空时的近地点高度为439公里,而远地点高度达到了2384公里,在这个高度之上,大气的影响已经可以忽略不计,这也成为了东方红一号可以长期运行的第一个关键。
而第二个关键就是它的能源系统,因为技术限制,东方红一号采用的是化学电池,这虽然使得其工作寿命很短,但同时也使其能够长久运行于地球轨道,因为如果采用了太阳能电池板,那么卫星就会受到很大的迎风力,相比之下就更容易坠落。现在,东方红一号已经在地球轨道运行了50余年,虽它的高度有所降低,近地点来到了437公里,远地点降到了2057公里处,但要想坠入大气,还需要很长很长的时间。
未来我们会主动回收东方红一号吗?我们有能力回收吗?会不会回收,这不好说,但如果想回收,我们是有这个能力的。
事实上要想回收一颗处于失控状态绕地飞行的卫星,是具有相当难度的,当今世界上大多数国家都无法做到,要想对失控卫星进行回收就需要真正意义上的黑科技,而这种黑科技就被我们称之为“在轨卫星捕获技术”,目前世界上仅有两个国家掌握这项技术,一个是中国,另一个是美国。
简单来讲,在轨卫星捕获技术就是利用机械臂和网来抓住目标卫星,然后再将其拖回地球大气。不过“在轨卫星捕获技术”并不是为了回收东方红一号,而是为了清理太空垃圾,至于东方红一号是否要回收,现在还不知道,但目前肯定不会,作为我国自主研制并发射的第一颗卫星,它就如一盏明灯,指引着中国航天不断迈向更高的山峰。