卫星 根本没燃料的东方红一号,在轨运行半个世纪,为什么还没掉下来( 二 )
姿态控制发动机需要携带燃料,比如压缩空气或者携带燃料和氧化剂,携带燃料的发动机或者姿态发动机可以变轨,或者维持高度,比如国际空间站每周都要维持一次高度,也可以改变飞行器姿态!但动量轮(高速旋转的陀螺)只能改变姿态,无法变轨和维持高度,因此大部分时候都是两者配合使用的。
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1995年发射的专司太阳观测的卫星,定位于L1点,使用动量轮维持姿态
但东方红一号没有动量轮控制,它在与火箭脱离时采用了旋转保证稳定,所以东方红一号它在太空中是不断转动的,这种方式明显不适合载人,当然卫星这种机器是无所谓的。但动量轮需要耗电,东方红一号这种自转稳定是一旦开始就不会停止(此处大气极其稀薄,几乎可以忽略不计),到现在它仍然是自转且稳定的(姿态没有失去控制,没有翻滚)
但在无法联系的情况下仍然是一块废铁,也就是所谓的太空垃圾!它还没有坠落是因为它特殊的轨道设计,首先它的倾角很大,这是考验运载火箭的发射能力了,因为发射极轨卫星比发射赤道面自转方向要难得多,但跟这个没啥关系!另一个关键因素是高轨道,当前东方红卫星的轨道参数为:
时间 (协调世界时 UTC):2020年3月2日 21:10:39
轨道偏心率:0.1054085
轨道倾角:68.4239°
近地点高度:429 km
远地点高度:2033 km
每日绕地圈数:13.07868053
初始时刻的轨道圈数:34475
它的近地点高度比国际空间站要高一些,但远地点高度达到2033千米,而东方红一号在发射时的参数为:
近地点:439公里
远地点:2384公里
近地点下降了10千米,毕竟近点还是跟国际空间站轨道差不多的近地轨道,空气阻力还是有一些,远地点则下降了300多千米。近地点高度大概要下降到300千米以下才会大幅度丢失高度,最终重返大气层,要完成这100千米的轨道下降任务,至少也需要500年以上,因此这个轨道保证它在未来相当长的时间仍然会继续运行下去。
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这里有个比较有意思的小故事,即东方红一号的卫星在地面上是看得见的,这个卫星只有173千克,尽管是一个72面体且布满了发射片,但它直径不超过1米,实际地面观测只能达到7等星。而肉眼观测极限是六等星,所以当时为了大家能看到这颗卫星,在三级火箭上设置了一个充气的反射面。
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借箭显星:分离的第三级火箭打开反光的气球
所以各位当年看到的并不是卫星,而是那个充气大球体,不过三级火箭和东方红一号分离时几乎是处在同一轨道上的,各位看到那个充气大球体时,前面不远就是卫星啦,所以差不离!
【 卫星|根本没燃料的东方红一号,在轨运行半个世纪,为什么还没掉下来】
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