苏联在1957年10月4号发射人类第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号,揭开了人类向太空进军的序幕,掀起了世界各国研制和发射卫星的热潮。
美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”1号人造卫星。该星重822公斤,锥顶圆柱形,高2032厘米,直径152厘米,沿近地点3604公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行,轨道倾角33°34″,运行周期1148分钟。发射“探险者”1号的运载火箭是“丘辟特”四级运载火箭。
法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”1(A-l)号人造卫星。该星重约42公斤,运行周期10861分钟,沿近地点52624公里、远地点180885公里的椭圆轨道运行,轨道倾角34°24″。发射A1卫星的运载火箭为“钻石,tA号三级火箭,其全长187米,直径14米,起飞重量约18吨。
日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约94公斤,轨道倾角31°07″,近地点339公里,远地点5138公里,运行周期1442分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭,火箭全长165米,直径074米,起飞重量94吨。第一级由主发动机和两个助推器组成,推力分别为37吨和26吨;第二级推力为118吨;第三、四级推力分别为65吨和1吨。
中国于1970年4月24日成功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。该星直径约1米,重173千克,沿近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道绕地球运行,轨道倾角68°5″,运行周期114分钟。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭,火箭全长2945米,直径225米,起飞重量816吨,发射推力112吨。
英国于1971年10月28日成功地发射了第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号,发射地点位于澳大利亚的武默拉火箭发射场,运载火箭为英国的黑箭运载火箭近地点537公里,远地点1593公里。该星重66公斤,主要任务是对各种新技术和新发明进行试验,例如试验一种新的遥测系统和太阳能电池组。它还携带微流星探测器,用来测量地球上层大气中各种宇宙尘高速粒子的密度。
除上述国家外加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。
从1957年前苏联第一颗卫星斯普特尼克1号上天以来,全世界总共向太空发射了7000多颗人造卫星,但不能否认的是,第一颗卫星总是被人关注的,但能被被直接说出来的国家中,除了能自行发射卫星的前五大,估计第六个英国和第七个欧空局还能被人记得,之后估计不太可能再记清楚前后了!
而在这些卫星中,只有两颗还在天上飞,一颗是1965年发射的老三法国的钻石卫星,而另一颗则是中国在1970年发射的东方红一号卫星!
1965年,时任中华人民共和国国防部五院副院长的钱学森向原国防科委提出制定中国人造卫星研究的651计划,卫星被命名为东方红一号,由中国空间技术研究院研制,技术负责人则是孙家栋。
东方红一号主要以试验为主,因此其载荷在今天看来非常原始,主要任务是探测电离层和大气层密度以及验证卫星研制与测控技术,当然还有以20009兆赫的频率发射《东方红》音乐,卫星设计寿命为20天(实际工作28天)。
早在东方红卫星研制之前的1958年10月,中国科学家组成“高空大气物理代表团”到苏联考察,主要目的是考察卫星工作。结果到了之后到处看博物馆,啥技术都没有交流到!当时大家就明白,这种尖端 科技 也是老大哥辛辛苦苦研究出来的,哪能那么轻易示人呢?
东方红一号卫星的总重量比较有意思,原先制定的计划是100千克,因为调查了各国的第一颗卫星之后,至少要比其他国家的要重一些,因此定的目标是100千克,但最后上天时却达到了173千克,这个质量增加当然包含了设备与技术难度的增加,更重要的是运载火箭实在让其他国家吓了一跳,这表示中国当时的火箭技术起点很高。
准确的说东方红一号的播送频率为20009兆赫,那不是一般的收音机所能接收的,而且卫星工作在大椭圆轨道,近地时速度比较快,假如不是能跟踪卫星的地面站天线,根本就接收不到这个信号,所以村口的大喇叭只是接收到中央人民广播电台转播地面站的音乐,相信很多人都被骗了!
东方红一号卫星也就一米左右直径,即使装上了64面反射镜也看不到,因为实际星等只有7等,但为了让地面看到这颗卫星,特意设计了一个充气反射面,当然这不是在卫星上,而是三级火箭上,分离时三级火箭距离卫星并不远,所以当时激动人心的那个光点,只是那个大气球,是不是有种被欺骗了的感觉!其实当时那个看到卫星的震撼是难以言表的,所以根本就没有人在意!
东方红一号的卫星轨道参数现在都还能查到,它仍然在宇宙中飞行,而且还将飞行数百至上千年,所以在各位能读到本文的朋友们,在你们离开之前,东方红一号是不会掉下来的!这有几个原因:
东方红一号的轨道高度是一个大椭圆,远地点2033 km,近地点429 km,这个轨道空气阻力比国际空间站的400千米圆形轨道小多了,因为大部分时都是中轨道运行!
东方红一号选的是球体自旋稳定,所以从理论上看,它的姿态不会失控,不会翻滚,不像现代通讯卫星需要有个抛物面天线对着地面站,还有巨大的太阳能电池受到光压和太阳风影响,所以从理论上来看,它无需接收指令也能保持正常姿态,但其实东方红发射上天的那天开始,它就没法控制了,因为它没有姿态发动机!
赤道静止轨道上的卫星,比如一颗1吨的卫星大约需要6155600年才能进入大气层,所以假如有个超级文明在南方古猿时代向太空发射了静止轨道卫星,那么到现在它还会在天上飞,所以那些梦想有亚特兰蒂斯和大西国超级文明的朋友们,梦想破灭了!
比较有意思的是法国的第一颗卫星“钻石”,也还在飞,它的也是大椭圆轨道,估计还能陪着东方红一号飞很久!
东方红一号设计寿命20天,实际工作28天,所以在轨28天后,它已经成为太空垃圾,其实现代卫星都没有重返大气层自毁的能力(除了返回式卫星以外),部分空间站和飞船因为体积巨大,会在稀薄大气阻力下重返大气层或者可控进入大气层,比如天宫一号就在2018年4月2日8时15分左右再入大气层,再入落区位于南太平洋中部区域,绝大部分组件在大气层中烧毁!
通讯卫星则在失控或者燃料耗尽、失去控制后同样成为太空垃圾,它们受到太阳风和光压,轨道会逐渐降低,过程中可能会与正常在轨的航天器相撞,2009年2月10日上午11时55分,美国铱星33与俄罗斯已报废的宇宙-2251卫星在西伯利亚上空发生相撞,这是首次卫星相撞事故!
不过东方红一号卫星所在轨道并不是非常热闹,而且它轨迹可预测,尚不足以对其他航天器构成威胁,因此还还属于“可预测拉空垃圾”,它的唯一价值是未来可能被回收而在博物馆供人瞻仰,估计这一天在未来50年内即可实现!
各国首颗卫星
1、前苏联:1957年10月4日,世界上第一个人造地球卫星由前苏联发射成功。这个卫星在离地面900公里的高空运行;它每转一整周的时间是1小时35分钟,它的运行轨道和赤道平面之间所形成的倾斜角是65度。它是一个球形体,直径58公分,重836公斤。内装两部不断放射无线电信号的无线电发报机。其频率分别为20005和40002兆赫(波长分别为15和75公尺左右)。信号采用电报讯号的形式,每个信号持续时间约03秒。间歇时间与此相同。前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功,揭开了人类向太空进军的序幕,大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。
2、美国:美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。该星重822公斤,锥顶圆柱形,高2032厘米,直径152厘米,沿近地点3604公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行,轨道倾角3334°,运行周期1148分钟。发射“探险者’-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。
3、法国:法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1(A-l)号人造卫星。该星重约42公斤,运行周期10861分钟,近地点52624公里、远地点180885公里的椭圆轨道运行,轨道倾角3424°。发射A-1卫星的运载火箭为“钻石”tA号三级火箭,其全长187米,直径14米,起飞重量约18吨。
4、日本:日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约94公斤,轨道倾角3107°,近地点339公里,远地点5138公里,运行周期1442分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭,火箭全长165米,直径074米,起飞重量94吨。第一级由主发动机和两个助推器组成,推力分别为37吨和26吨;第二级推力为118吨;第三、四级推力分别为65吨和1吨。
5、中国:1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红”1号由“长征一号”运载火箭一次发射成功。该卫星直径约1米,重173公斤,运行轨道距地球最近点439公里,最远点2384公里,轨道平面和地球赤道平面的夹角685度,绕地球一周(运行周期)114分钟。卫星用20009兆周的频率,播送《东方红》乐曲。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭,火箭全长29,45米,直径225米,起飞重量816吨,发射推力112吨。“东方红”1号的发射,实现了毛泽东提出的“我们也要搞人造卫星”的号召。它是中国的科学之星,是中国工人阶级、解放军、知识分子共同为祖国做出的杰出贡献。
6、英国:英国于1971年10月28日成功地发射了第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号,该星重约66公斤,轨道倾角821 °,近地点537公里,远地点1482公里,运行周期1056分钟发射地点位于澳大利亚的武默拉(Woomera)火箭发射场,运载火箭为英国的黑箭运载火箭主要任务是试验各种技术新发明,例如试验一种新的遥测系统和太阳能电池组。它还携带微流星探测器,用以测量地球上层大气中这种宇宙尘高速粒子的密度。
7、其他:除上述国家外,加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。
载人航天历程
1958年10月7日,美国航宇局(NASA)正式批准“水星”号载人飞船工程。这是航宇局1958年10月1日成立后作出的第一个重大决策。
1959年9月9日,美国用“宇宙神”D运载火箭首次成功地发射了“水星”飞船模型,进行亚轨道飞行。此后一直到1961年4月25日,美国共进行了7次无人飞船试验,其中失败3次,成功4次,为美国成功实施载人航天飞行奠定了坚实基础。
1960年1月,苏联成功发射了两艘无人的卫星式飞船,进行亚轨道飞行。此后一直到1961年3月25日,苏联共进行了7次无人飞船试验,其中失败4次,成功3次,最后两次连续成功。苏联决策机关认为已完全具备了载人飞船的发射能力。
1961年3月23日,苏联准备上天的航天员邦达连科在为期10天的地面训练的最后一天,在一个高浓度氧气舱里,用酒精棉球擦完身上固定过传感器的部位后,随手将它仍在电热器上,立即引起大火,他被严重烧伤,10小时后,抢救无效死亡。
1961年4月12日,苏联发射世界第一艘载人飞船“东方”1号。尤里·加加林少校乘“东方”1号飞船用了108分钟绕地球运行一圈后,在萨拉托夫附近安全返回。加加林成为世界上第一位遨游太空的航天员,使苏联在与美国开展的载人航天竞赛中赢得了世界第一。1968年3月27日,加加林驾驶米格15歼击机训练时,因飞机事故遇难身亡。
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