东方红一号设计的寿命只有20天，为何运行了50年

1970年4月24日21点35分，长征一号火箭带着东方红一号奔向了茫茫太空，十三分钟后，东方红一号踏入预设轨道，身为我国发射的第一颗人造卫星，名声赫赫的东方红一号卫星承载了当时国人的诸多期许，直达地球上空，鉴于70年代的中国，平平无奇的科学与航天等技术远不及现在的水平，然而在这样的情况下，东方红一号卫星不仅被成功研制出来，还顺利的飞上了太空，令国人一度激动万分，国际社会也对中国再次刮目相看，不少人知道，由于它是近地卫星，再加上末端火箭的外部还涂上了反光层，末端火箭与卫星刚分离之际，两者一直属于伴飞，所以当时人们用肉眼就能看到。

你知道吗？东方红一号是中国第一颗人造地球卫星，于1970年在甘肃酒泉卫星发射场升空，在设计中，东方红一号的寿命只有20天，当东方红1号真正升空后，其银锌电池，竟然支持它在宇宙中运转了28天之久，人们之所以使用银锌电池是因为当时的科技发展水平尚不允许他们使用太阳能电池，既然东方红一号的设计寿命只有20天，它为何可以在太空中工作了28天？最令人难以置信的是，它竟然在天上整整飞了50年，那么，没有燃料的东方红一号究竟是如何做到的？

首先我们要知道，东方红一号卫星在体型上就占据了莫大的优势，作为一个直径1米的72面球体，其重量达到173公斤左右，显然要送这样一个大块头上天着实不容易，人们必须将火箭的推力调到最高，然后将其发射到位置较高的地球轨道，这样一来，东方红一号卫星受到的地球引力会比其它卫星小很多，也不容易出现坠毁的情况；在外形设计上，为了最大程度的减少它受到的阻力，人们选择将东方红一号卫星的外观设计成一个球状，该时期，我国科研人员在设计卫星内部使用的电池时，设定的是，在20天后，电池就会耗尽能源，现实是东方红一号卫星在太空中整整工作了28天，远超人们的预期。

】实际上，这与东方红一号本身的球体结构也有着一定的关系；接下来，再来重点来看看东方红一号的电池问题，值得一提的是，东方红一号采用的是一种银锌电池，而非其它卫星惯用的太阳能电池板，其实，这两种电池各有优缺点，其中，银锌电池的储量显得颇为有限，而太阳能电池板面积过大，会令卫星受到更大的风阻力，从而产生一个问题，也就是卫星的加速坠落，事实上，我国就有一个十分典型的例子，比如天空一号飞行器，当初就是因为使用了面积过大的太阳能电池板，才致使天空一号最终坠毁在南太平洋。

其次我们要明白，卫星的寿命和运行时间完全是两回事，所谓的卫星寿命是指它的功能寿命，毕竟要实现特定的功能需要一定的能量，一般来说，卫星会携带太阳能电池板作为自身能量的来源，遗憾的是，介于东方红卫星没有携带太阳能电池板，所以等到能量耗尽之际就会彻底失去功能，恰恰相反的是，卫星在轨道上运行时，不需要任何能量，这是因为卫星围绕地球的的运行是依靠惯性维持的，又因离心力与地球的吸引力相互持平。

如此看来，在没有空气阻力的情况下，卫星会永远绕地球运动，这就是为何50年里，它能够没日没夜地围绕地球进行自转的原因，我们不妨举一个最为简单的例子，当你从地上捡起一块石头，向前丢，石头会落地，至此我们不难发现，你在扔石头的过程中投入的力量越大，石头就会飞的越远，与此同时也向人类证明了一件事，倘若你的力量足够大，石头落地的时间也就会越长，如果你的力量足够大，石头甚至可以一直飞行下去，当然，这一切都是在没有空气阻力和摩擦力的前提下进行的。

因东方红一号做圆周运动产生的离心力和地球引力提供的向心力处于平衡状态，这意味着，它在没有能量的提供下，也能以惯性绕地球匀速绕行，不得不说的是，东方红一号的椭圆形轨道过于完美，它与其它卫星的椭圆形轨迹存在明显的特征，它的椭圆形轨迹又扁又长，同时还是与地球赤道平面成68.5度夹角的近地轨道，这种椭圆形轨道可以令它运行到近地点时，获得较大的动能，进而有利于保持甚至是提高自身的速度，也有益于东方红一号保持轨道的高度，从而使得已经年近半百的它运行速度和轨迹几乎未变。

文章来源：《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0929/940.html