大家知道 , 在地球引力的作用下 , 越靠近地面的空气密度就越大 , 越往上 , 空气就越稀薄 , 比如在空中10公里的区域 , 空气密度只有地面的三分之一;到达100公里这个“卡门线”(国际航空联合会确定的大气层与太空的界线) , 密度只有地面的千万分之四左右;而到达400公里高的区域 , 这是很多地球同步卫星所在的高度 , 空气密度已经下降到地面的百亿分之一 。 “东方红”一号即使在近地点 , 也要高于400公里 , 所以受到空气阻力的影响已经微乎其微了 。
第二 , 从“东方红”一号的运行速度来看 , 它环绕地球的平均速度 , 约为7.55公里/秒 , 虽然这个速度从表面上看 , 低于地球的第一宇宙速度 , 但是别忘了 , 它是在距离地表439-2384公里之间 , 按照第一宇宙速度公式计算 , “东方红”一号的运行速度 , 要大于此高度下的地球第一宇宙速度 , 环绕地球飞行自然不在话下 。
第三 , 其它因素的影响 。 在太阳、月球等其它天体的引力影响以及太阳光压的作用下 , 使得“东方红”一号的运行轨道越来越“扁” , 其远地点从1970年的2384公里增大到目前的2041公里 , 近地点从当时的439公里缩减到435公里 。
按照开普勒第二定律 , 一个以椭圆轨道运行的物体 , 在单位时间内所行进的路线 , 与引力源天体连线所围成的区域面积是相等的 , 所以“东方红”一号在近地点时 , 其运行速度 , 要远高于其平均运行速度 , 也就是说要远高于地球的第一宇宙速度 , 这也是它为什么在最靠近地球时 , 也不会坠入大气层的一个重要原因 。
今后“东方红”一号会怎么样?
基于刚才的分析 , 我们可以看出 , 即使没有额外的能量输入和补给 , “东方红”一号在无动力源情况下也足足运行了50多年 , 现在看也没有丝毫要坠落的意思 。 我想 , 如果没有发生什么特别的重大影响 , “东方红”一号仍然可以像现在一样 , 以椭圆轨道继续围绕地球公转 , 几十年几百年甚至上千年应该都没有问题 。
不过 , 从该卫星椭圆轨道的偏心率越来越大的变化来看 , 其围绕地球轨道运行 , 也并非永远会持续下去 , 这里面有两个极端的情况 , 一个是在其它天体引力扰动以及太阳光压的持续影响下 , 说不定哪天就会在靠近远地点时脱离地球的引力束缚 , 而向星辰大海进发;另一种就是在靠近近地点时 , 由于距离地在的高度越来越低 , 持续引发轨道衰减 , 长久以往也可能会坠入地球大气层 。
这颗承载着当时我国航空重任、彰显国威、并且为后来我国航空航天事业打下坚实基础的卫星 , 终究有一天会消失在我们的视线之外 , 但无论它的结局如何 , 我们都会默默地祝福它!
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