导语:
54年前,在中国宇航员的努力下,中国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射,中国走在了世界宇航技术的最前沿。
就在不久前,中国希望用火箭把“东方红一号”送回地球,但由于其轨道位置较高,火箭的速度无法将其送回地球,只能留在太空。
那这个“老伙计”为什么这么多年没有掉下来呢?
东方红一号失控的原因有两个:一是在发射过程中存在轻微的偏差,导致轨道位置发生变化。
第二,由于一些未知的原因,太阳对“东方红一号”的引力使其轨道位置发生了系统的无法预测的变化。
国庆节期间,我们国家成功地发射了一支被称为“重型火箭一号”的火箭。
重型火箭一号的目的只有一个,那就是把我们国家的第一颗人造卫星——“东方红一号”送回地球。
但经过一段时间的等待,“东方红一号”并未脱落。
这颗卫星离地面有多远?
东方红一号的轨道位置约为1145公里。
而且这个高度远离地面,远远高于我们常见的通信卫星。
正因为如此,我们国家发射的火箭才能把目标东方红一号放在高轨上。
为了将“东方红”号送回地球,中国专门开发了一种重型火箭。这种重型火箭的二级火箭发动机是一种直径约五米的“航天发动机”。
这个火箭的长度是“长九”,这也是为什么中国专门开发了“长征九号”火箭,原本是为了在“长征九号”的火箭弹头上发射“东方红一号”。但由于其他诸多因素的影响,只能选择发射“重型火箭一号”。
“东方红一号”对落在中国有非常严格的要求,所以中国科学家特意选择了合适的轨道位置,这样“东方红一号”就可以带回地面。
但为什么“东方红一号”不能从最初的轨道位置上依赖呢?
第一,东方红一号失控了。
东方红一号失控的原因有两个:一是在发射过程中存在轻微的偏差,导致轨道位置发生变化。
第二,由于一些未知的原因,太阳对“东方红一号”的引力使其轨道位置发生了系统的无法预测的变化。
首先我们来看看轨道位置的变化:50年前,随着“东方红一号”的发射,中国还有一颗名为“探空气球一号”的卫星,“探空气球一号”是中国第一颗获取高空大气的卫星。
在发射这两颗卫星之前,科学家们已经计算了两颗卫星的轨道位置,这样这两颗卫星就可以在太空中健康飞行,但在实际工作中,“东方红一号”和“探空气球一号”都有问题,但幸运的是,这两颗卫星没有什么大问题,只是受了一些小伤。
正是因为“东红一号”的轨道位置出现了偏差,使得“东方红一号”难以回归。
在过去的51年里,“东方红一号”被留在太空有一些原因。中国发射的第一代火箭有一个缺点,那就是火箭储能不足。如果能量足够,中国发射的火箭可以将卫星送到更远的轨道位置,这样这些卫星就可以留在太空而不是落在地球上,这也可以为中国的太空活动提供更多的数据。
当一级火箭将二级火箭送到空中时,二级火箭会点燃火箭发动机,这样二级火箭就可以送到预定的轨道高度,但这里也有一个问题,那就是火箭发动机的储能问题。
由于火箭发射的能量不足,二级火箭只能在二级火箭发射过程中送到相对较低的轨道位置,这也解释了为什么“东方红一号”离地面如此之近。
然而,即使“东方红一号”在太空中运行了50年,也没有发现火箭发射有这样的缺陷,这反映出科学家的水平仍然很高,敢于向前推动一代又一代的火箭。
其次,我们谈到了太阳对“东方红一号”的影响:从“东方红一号”的轨道来看,它的速度与其他天体不同,这样我们就可以通过“东方红一号”的速度对比来确定“东方红一号”的重量和质量指标。
但是这一功能是第二个,它的主要功能是它能影响“东方红一号”的最终着陆位置。
众所周知,为了克服重力的作用,我们必须找到一种方法来使卫星的运行速度超过克服重力的速度,这样卫星才能在太空中稳定运行,而不会被地面的重力所吸引。
当发射卫星时,由于卫星是以螺旋运行路线到达轨道位置的,因此,当卫星的速度最终确定时,太阳对卫星的重力速度要求非常严格,它的要求是以卫星的速度最大化,然后再放宽这一速度,也就是说,卫星在轨道位置的速度不能小于我们的最低限速,也不能大于最高限速,只要符合这一条件,太阳才能对其进行引力作用,才能在太空中稳定运转。
然而,“东方红一号”中出现了不可预知的太阳对卫星的引力,这对轨道上卫星的速度要求非常严格。因此,这种引力变化给科学家带来了许多麻烦。这种引力变化对轨道位置有什么奇妙的变化?
东方红一号再过1000年也没事。
无论什么引力都有很强的作用力,有很大的速度,都是朝某个方向移动,所以都有很大的动量。
因此,对于轨道位置的卫星来说,当它们受到这些重力的影响时,会产生一种反作用力,这种反作用力会影响它们的天体,这就是科学家所说的“三体摄动”现象。
在轨道位置上,“东方红一号”不能保证它能在轨道位置稳定运行,因为它有太阳的引力。必然会受到“三体摄动”的影响,轨道位置会发生很大的变化。
然而,“东方红一号”在轨道位置上具有很大的稳定性,即其运行速度非常稳定,因此“三体摄动”虽然可以改变其轨道位置,但它永远不会从轨道位置上掉下来。
这就是为什么老伙计“东方红一号”能够摆脱我国发射的火箭,面对未来1000年,它永远不会掉下来的原因。
结语:
中国航天技术的发展闻名于世。无论中国在世界上处于什么样的地位,中国的航天技术都会向前研究,为中国的航天事业做出更大的贡献。
发表评论