标签: 大气层
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。2022年的近地轨道上,其实上演过一幕挺“有戏”的无声擦肩。中国空间站的雷达系统捕捉到一个高速掠过的目标,最近的时候离得只有51.8公里。听起来像什么神秘来客?并不是。那是1970年发射的“东方红一号”。一个早就断电、沉寂了半个世纪的金属球体,居然还能在太空里飘着,还能跟代表当代顶尖技术的空间站擦肩而过——这画面本身就很震撼。很多人会忍不住问:同一时代,美国的“探险者”早就掉进太平洋了,苏联那些低轨卫星甚至三个月就烧没了,怎么偏偏东方红一号还钉在天上?它到底凭什么这么“抗造”?答案其实不是因为当年的技术“奢侈到过剩”。相反,是因为太匮乏了,反而逼出了一个极简主义的生存方案:不留后路,不考虑回收,不指望长期维护,就把它扔到一个足够高、足够“干净”的轨道上,让物理定律替它续命。站在2026年回头看,当年选的那条轨道真像一场赌。它的近地点大约439公里,远地点2384公里,是个高椭圆轨道。那时候的思路很朴素:别在100公里以下那片稠密大气里“磨”,那地方对航天器就是绞肉机;直接冲到200公里以上更接近真空的区域,相当于进入“真空滑冰场”,阻力小得多。代价是“一去不回”,但回报也很硬:它靠惯性滑得极稳。数据显示,它平均每年轨道高度下降不到0.3公里。放在早期航天史那种动不动就坠毁的背景里,这稳定程度确实有点像奇迹。还有一个很反直觉的点,是它的能源系统。当年太阳能帆板做不出小型化的,装不上去,科研人员只能塞一组银锌化学电池。听上去像短板——设计寿命只有20天。但这反而带来一个“隐藏福利”:没有帆板,就没有大面积迎风的“板子”,空气阻力小很多。于是出现了特别有意思的结果:电池很快就耗尽,卫星也不再工作,但它也不需要姿态调整、不需要变轨控制,就这么“光棍”地飘着。原本几十天的任务寿命,被硬生生拖成了可能数百年的物理寿命。再往里看,这颗卫星的“笨重”也很有年代感。它重173公斤——这个重量甚至超过了苏、美、法、日四国第一颗卫星重量的总和。这不是为了炫技,更像是当时中国工业能力的真实写照:做不到极致轻量化,就用更扎实、更厚的材料去扛。能做出来、能飞上去、能扛住环境,就是胜利。更别提计算能力的差距。1958到1970年,芯片匮乏得厉害。没有超级计算机,轨道数据靠104A计算机配合手摇计算器,甚至靠算盘一下一下敲出来。为了核验一组数据,一群人能在噼里啪啦的算盘声里算上好几天、甚至几个月,就靠人力和时间把误差磨到几乎为零——典型的“碳基算力”顶上去。制造过程也很“手工”,粗砺但真实。没有专门的温控实验室怎么办?科学家就借用海军鱼雷冻库,裹着棉袄在零下几十度里做试验,活生生当“生物传感器”。没有精密机械臂怎么办?铆接桁架靠工人肩膀扛、双手扶,铁锤一点点敲,把蒙皮敲打成型。所以它不仅是个科技产品,更像一件被无数双手摸过、敲过、捂过的“手工艺品”,带着那个年代独有的温度和狠劲。还有个细节挺浪漫:为了让地面更容易观测到它,末级火箭上加装了镀铝的“观测裙”。这属于很原始的“视觉广播”——不用你发信号,你自己在天上亮一点,大家就能看见。中央财政在当时那样紧张的条件下拨出的2亿人民币,也都实打实变成了这种决绝:发射上去,就不考虑回来,能站住就站住。到今天,东方红一号发射升空差不多过去了56年。当年播放《东方红》的信号发射机工作了28天就哑火了,可那个物理实体还在头顶飞。专家推测,只要不发生意外撞击,它还可能继续飞行数百年。它不说话,但它“在那儿”本身就很响——用一种近乎偏执的存在感告诉后人:既已出发,就真的不回头。
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。东方红一号的轨道设计,那真是老一辈科学家的智慧结晶,它走的不是低轨道,而是远地点2368公里、近地点441公里的椭圆轨道,这个高度有啥讲究?简单说,离地球越远,空气越稀薄。在2000公里高的地方,空气密度只有海平面的万亿分之一,卫星受到的阻力小得可怜,就像你在水里游泳,浅水区阻力大,深水区阻力小,卫星在高层轨道自然“游”得更久。科学家算过,按现在的情况,这颗卫星至少还能在天上飘200年,为啥这么肯定?因为除了空气阻力小,它的轨道还特别“稳”。地球不是完美的球体,有点扁,再加上太阳光压、月球引力这些小影响,卫星轨道会慢慢变化,但东方红一号的轨道设计巧妙避开了这些干扰,就像老司机开车走熟路,不容易跑偏。这颗卫星长得像个72面的金属球,可不是为了好看,当年没有现在的高科技照明设备,卫星在天上黑灯瞎火的,地面咋观测?科学家就想了个招:把卫星做成多面体,让阳光照在不同切面上反射回来,这样卫星转起来的时候,就会一闪一闪的,地面用望远镜就能看见。更绝的是,这个设计还能自动调节温度,太空里白天热得要命,晚上冷得要死,卫星里的仪器可受不了这折腾,72面体的设计就像给卫星穿了件“恒温衣”:白天阳光照在多个切面上,热量分散开。晚上热量又慢慢释放出来,保证仪器不会冻坏或热坏,这种“被动热控”技术,在现在看可能不算啥,但在1970年,那可是顶呱呱的创新。有人可能会问:这卫星咋不弄回来?其实1970年的时候,中国根本没这技术,长征一号火箭的运载能力才300公斤,要装返回舱,就得砍掉其他设备。当时的目标很明确:先让卫星上天,能发信号、能被看见就行,至于回收,那是以后的事。卫星上的银锌电池只够用20天,但科学家通过优化电路,让它多工作了8天,电池耗尽后,卫星就成了“太空漂流瓶”,继续在轨道上飘着,没想到这一飘就是56年,还成了中国航天的“活化石”。现在看,这种“一次性”设计反而是最聪明的选择,用最简单的方法实现了最持久的效果。到了21世纪,有人提议把东方红一号弄回来,支持的人说,这是民族精神的象征,得好好保存,反对的人说,回收要花大价钱,还可能撞到其他卫星,更现实的方案是用数字技术建个“虚拟博物馆”,让大家在网上就能“看”到卫星。其实卫星自己也在慢慢“往下掉”,受地球引力、太阳光压这些因素影响,它的近地点每年下降约1公里,不过按这速度,至少还得200年才会掉进大气层烧毁,这种“长生不老”的状态,反而让它成了独特的航天文化符号。东方红一号的“不坠落”其实藏着大道理,它没用啥高科技,就靠聪明的轨道设计和扎实的物理原理,在天上飘了半个多世纪,这告诉我们:创新不一定非要追最前沿的技术,有时候“笨办法”反而更管用。现在中国航天牛了,北斗导航、空间站、火星探测样样行,但别忘了,这些成就的起点就是东方红一号这种“简单实用”的设计,它就像个老工匠,不追求花里胡哨,只把活干得扎实,这种精神,比卫星本身更值得传承。以后等我们的宇航员登上火星,回头看地球,说不定还能看见这颗“老卫星”在天上闪呢,到那时,它就不只是中国的骄傲,更是全人类探索太空的共同记忆。
地球轨道越来越拥挤了。截至今年年初,我们头顶上飞着超过1.4万颗正在工作的卫星。
地球轨道越来越拥挤了。截至今年年初,我们头顶上飞着超过1.4万颗正在工作的卫星。而马斯克们的宏图才刚刚展开。按照现在的计划,未来几年还会有数万颗卫星排队上天。这些卫星有个共同点:它们是“快消品”。为了省钱和批量生产,这些小家伙的设计寿命通常只有5到10年。于是,问题来了:它们“退休”时,都去哪儿了?科学家最担心的状况叫作凯斯勒现象。简单来说,就是轨道上的垃圾太多,一旦两两相撞,碎块会引发连环炸鱼般的链式反应,最后让地球周围布满碎片云,封死人类通往宇宙的路。为了不让这种悲剧发生,目前的规则很直接:卫星到期必须自杀,一头栽进大气层烧毁。灰飞烟灭,不留痕迹。但问题在于,物质不会凭空消失。现在的太空互联网星座如果建设完成,每天大约会有23颗卫星在大气层里排队“火化”。这些卫星在剧烈摩擦中变成了一团团肉眼可见的火球。大家管这叫人造火流星,是人类丢进大气层里的“工业废料”。卫星的主体材料是铝。当铝在平流层高温燃烧时,会转化成微小的氧化铝颗粒。平流层位于大气层的高处,那里没有雨雪,这些金属颗粒一旦进去,就飘浮很久。它们就像是化学反应的“催化剂”,会吸引周围的氯元素去攻击臭氧层。这让人想起上世纪关于冰箱制冷剂的教训。人类好不容易通过《蒙特利尔议定书》堵住了臭氧层空洞,现在这些燃烧的卫星碎片可能又要给还没愈合的伤口撒上一把盐。除了铝,卫星里还含有大量的碳纤维和塑料。它们燃烧后会产生碳黑,也就是俗称的烟尘。平流层里的风模式直接影响着地面的天气规律。当这些深色的烟尘飘在万米高空,它们会吸收阳光,改变局部的温度分布。这些并不合群的杂质被塞进了地球的大气循环系统,而我们目前还没搞清楚,这会如何扰乱明年的降雨或者风暴。人类在工程探索上总是习惯先行一步。当年发明内燃机时,没人预料到一百年后气温会升高;现在为了全球联网,人类开启了卫星大爆发时代,却还没想好如何处理这一场持续不断的“金属雨”。科学界正在加速研究,试图赶上卫星发射的速度。但无论如何,飘浮在高空的那些化学尘埃,最终都会以某种方式写进地球的账单里。~~~~~~图为儒勒·凡尔纳号无人货运飞船再入地球大气层时形成的人造火流星,图源:NASA/ESA/BillMoedeandJesseCarpenter信源:AndyTomaswick发在UniverseToday的相关报道
超级地球”有多宜居?体积是地球的2.4倍,但平均温度仅为22度,堪称四季如春,
超级地球”有多宜居?体积是地球的2.4倍,但平均温度仅为22度,堪称四季如春,那么,人类是否能在这样的行星上安居乐业呢?提到超级地球,很多人都会想到开普勒-22b,这颗2011年被发现的行星,凭着半径是地球2.4倍、平均温度22℃”的标签,一度被网友奉为宇宙宜居天花板,甚至有人畅想在上面摆脱房贷、自在生活,但真相远比想象中残酷,这颗星球的宜居属性,其实藏着不少没说透的秘密。首先要明确,开普勒-22b的“宜居”从来不是定论,只是科学家基于有限数据的推测,它之所以能圈粉无数,核心是处在恒星宜居带内,距离母星开普勒-22的距离比地球到太阳近15%,但这颗母星的表面温度比太阳低约260℃,一近一低的条件叠加,才算出22℃的平均温度,可这个温度有个大前提,必须拥有和地球类似的大气层,能形成恰到好处的温室效应。要是没有大气层,它的表面温度会跌到零下11℃,和宜居毫无关系,但如果大气层像金星那样浓密,温度又会飙升到460℃,直接变成炼狱,更关键的是人类至今都没法确定它是否有大气层,甚至连它的本质都没摸透。最新研究显示,开普勒-22b的质量上限约为地球的9.1倍,大概率不是岩石行星,更可能是一颗“水世界”表面被液态海洋覆盖,或是包裹着浓厚的气态外壳,和地球的固体表面完全不同。就算退一步讲它真有固体表面,人类也过不了重力这一关,按引力公式推算,这颗星球的表面重力可能是地球的6倍左右,这意味着一个体重100斤的人到了那里,体重会瞬间变成600斤,骨骼和内脏根本承受不住,连站立都成奢望,更别说安居乐业了。而且它没有卫星保护,无法抵御小行星撞击,地质活动是否稳定也还是未知数,而稳定的地质活动是产生磁场、抵御宇宙射线的关键。距离更是一道无法逾越的鸿沟,开普勒-22b位于天鹅座,距离地球约638光年,光都要跑600年才能抵达,以人类目前最快的飞行器15.5千米/秒的速度计算,单程需要1160万年,这个时间远超人类文明的历史。更现实的是,现有技术根本没有足够能量支撑飞行器飞行这么久,哪怕只是发送一个探测信号,来回都要1200年,等收到反馈时人类文明可能都已经迭代无数次了。可能有人会好奇,这么远的星球,科学家是怎么发现的,靠的是开普勒望远镜的凌日法,这种方法和普通望远镜的观测逻辑完全不同,当行星绕恒星运行时,会短暂遮挡恒星的光,导致恒星亮度出现细微变化,开普勒望远镜能捕捉到这种万分之一甚至十万分之一的亮度波动。再通过遮光时间和范围推算出行星的体积和轨道,值得一提的是,它最初的任务不是找宜居行星,而是给宇宙中的恒星和行星做“人口普查”,发现开普勒-22b只是意外收获。其实天文学家口中的“宜居行星”,和大众理解的“能住人”完全是两回事,前者只是指行星具备维持生命的潜在条件,比如可能有液态水、处于宜居带,不代表一定有生命,更不意味着人类能直接移居。开普勒-22b的价值,不在于成为人类的“备用家园”,而在于帮科学家完善行星演化理论,探索宇宙中生命存在的可能性。与其幻想移居遥远的超级地球,不如珍惜当下的地球家园,毕竟这颗星球的磁场、大气层、重力环境,都是经过数十亿年演化才形成的完美平衡,是目前人类唯一能赖以生存的星球,而对开普勒-22b的探索,更像是在提醒我们,地球在宇宙中是多么独特和珍贵。麻烦看官老爷们右上角点击一下“关注”,既方便您进行讨论和分享,又能给您带来不一样的参与感,感谢您的支持!
神舟二十号带回来的,不是一艘船,而是一座金矿。把那个“受伤”的返回舱完好无损地运
神舟二十号带回来的,不是一艘船,而是一座金矿。把那个“受伤”的返回舱完好无损地运回北京,价值远超十次完美的发射。那个裂了的窗户现在就是无价之宝,它是太空给中国航天出的最难考题,而我们把“试卷”和“答案”一起带回来了。以后怎么改、怎么防、怎么修,全看这道伤疤。这是用钱买不到的实战教训,是中国航天进阶路上的绝对垫脚石。先说说返回舱这趟旅程有多凶险,就知道这个“受伤”的窗户有多金贵。返回舱从太空回来,要经历几道鬼门关:先是脱离轨道时的制动减速,再是穿越大气层时的高温灼烧,还有气动摩擦带来的剧烈震动,最后落地前还要扛住冲击。尤其是穿越大气层那一段,舱体表面温度能飙到上千摄氏度,外面是熊熊燃烧的等离子体,舱内却要保持适宜温度,全靠舱体的防热结构和密封性能撑着。而返回舱的舷窗,更是薄弱又关键的部位——既要让航天员观察外部情况,又要扛住高温、高压和高速粒子的撞击,本身就是航天设计里的难点。这次神舟二十号舷窗出现的裂纹,绝不是随便碰一下造成的,大概率是返回过程中,要么遭遇了超出预期的空间碎片撞击,要么是气动载荷带来的应力集中,也可能是高温环境下材料性能发生了细微变化,最终在舷窗上留下了痕迹。别小看这道裂纹,它就像太空给中国航天出的一道压轴题,直接拷问我们现有舷窗材料的极限、结构设计的漏洞,还有应对突发风险的防护能力。更关键的是,我们不仅把这道“考题”完整带了回来,还带着舱内所有的监测数据、舱体其他部位的状态记录,相当于连“参考答案”都攥在了手里——裂纹是怎么产生的、在哪个阶段出现的、有没有影响其他系统、后续如何控制风险,这些都能通过对返回舱的全面检测一一摸清。可能有人会说,好好的返回舱搞出点损伤,怎么还成宝贝了?要知道,航天事业从来不是靠“完美”堆出来的,实战教训比无数次模拟试验都管用。过去我们做地面模拟,能模拟高温、高压、震动,但太空环境的复杂性是地面永远复刻不了的——太空中的空间碎片大小不一,运行速度极快,哪怕是一颗米粒大的碎片,撞击力都能堪比子弹;大气层内的气流变化、温度梯度,也可能出现超出模拟范围的极端情况。之前的发射就算再顺利,也只能证明我们的技术在常规情况下可行,但面对太空里的突发状况、极端场景,到底能不能扛住,心里其实还得打个问号。而这次返回舱的“受伤”,相当于让我们在真实的太空环境里,做了一次极限压力测试,而且还把测试后的“样本”完整保留了下来。把这个“受伤”的返回舱完好无损运回北京,科研人员就能像解剖麻雀一样,对它进行全方位的检测分析。舷窗的裂纹深度、扩展方向,能反推撞击力度和角度,帮我们优化舷窗材料的配方和结构设计,比如要不要增加防护层、调整舷窗厚度、优化固定方式;通过检测舱体其他部位的状态,能判断现有防热结构在极端环境下的表现,看看有没有改进空间;结合舱内监测数据,还能完善返回过程中的风险预警机制,提前预判可能出现的问题,制定更周全的应对方案。这些改进不是纸上谈兵,而是基于真实太空环境的实战优化,每一点提升都能让后续的载人航天任务更安全、更可靠。要知道,国际上不少航天强国的技术突破,也都是靠这种“实战教训”堆起来的。当年美国航天飞机曾出现过舷窗密封问题,后续通过改进材料和结构,才逐步完善了防护体系;俄罗斯在载人飞船发展过程中,也遭遇过返回舱着陆异常、舱体损伤等问题,正是通过对这些“故障样本”的分析,才不断提升了飞船的可靠性。对于中国航天来说,我们虽然发展速度快,但要走向更远的太空,比如登月、建空间站长期驻留、甚至深空探测,必须面对更多未知的风险和挑战。这次神舟二十号带回来的“伤疤”,就是提前给我们上了一课,让我们在没有人员伤亡、任务基本圆满的前提下,摸清了现有技术的短板,找到了优化方向。这道舷窗的裂纹,现在看是“瑕疵”,未来就是中国航天进阶路上的垫脚石。它教会我们的,不只是如何改进舷窗设计,更让我们掌握了应对太空极端风险的思维方式——不是只追求“零故障”,而是在面对故障和损伤时,能精准找到原因、有效解决问题、提前做好防范。而且这种实战经验是独家的,别人想拿多少钱买都买不到,因为这是我们自己的飞船、自己的返回舱、在自己的任务中攒下的宝贵数据。
白天为什么看不见星星?其实这是天公开了个“玩笑”!晚上星星那么亮,白天为什么
白天为什么看不见星星?其实这是天公开了个“玩笑”!晚上星星那么亮,白天为什么看不到?难道星星白天都“偷懒”了?别急别急,这个问题其实藏着一堆有趣的天文学知识。今天我们就来揭开这个谜底,带你了解为什么白天看不到星星的科学原因,以及天空中那些神秘的天体到底在干什么。首先,让我们从最基本的角度来思考这个问题。夜晚,天空布满了点点繁星,仿佛一颗颗宝石镶嵌在天幕上,令人陶醉。而白天,太阳高悬,耀眼的光芒将天空点亮得如同白昼,星星仿佛被“隐藏”了起来。那么,究竟是什么让白天的天空如此明亮,以至于我们无法用肉眼看到那些微弱的星光呢?答案其实很简单:光线的强度差异。太阳的光线比任何星星都要亮得多。太阳是距离地球最近的恒星,其发出的光线经过大气层折射和散射后,照亮了整个天空。这种强烈的光线远远超过了星星微弱的光芒,导致我们的眼睛在白天无法捕捉到星星的微弱光点。就像在一片灯火通明的城市中,即使远处还有点点灯光,也会被强烈的街灯和广告牌的光辉淹没一样。接下来,让我们深入了解一下大气层的作用。地球的大气层就像一层巨大的滤光镜,它不仅保护地球免受太空中有害辐射的侵害,还会散射太阳光。白天时,太阳光经过大气散射,散射的蓝光使天空呈现出蔚蓝色。这种散射作用叫做“瑞利散射”,它使得天空变得明亮而蓝色。而在夜晚,没有太阳的光线,天空变得漆黑,星星的光芒得以展现。那么,为什么星星的光那么微弱呢?其实,星星的亮度虽然在天文学中有标准的度量,但相对于太阳来说,它们的光线微不足道。以太阳为例,它的亮度是绝对值上的“天王星”,而普通的星星可能只有太阳亮度的几百万分之一甚至更少。白天的强烈光线会使这些微弱的光点变得难以被眼睛识别,尤其是在大气散射和光污染的双重作用下,星星的微光被彻底淹没。说到光污染,这也是白天看不到星星的一个重要原因。如今,城市中的街灯、广告牌、汽车尾灯甚至工厂的照明,都让天空变得异常明亮。这些人为的光源在夜晚会造成“光污染”,让天空变得更加“白晃晃”,更难看到微弱的星光。而在农村或偏远地区,夜空会更加清澈,星星也会更明亮、更清楚,但白天依然看不到星星的原因依旧是因为太阳的光线太强。当然,也有人会问:难道星星白天都“休息”了?其实不是的,星星每天都在发光,只不过被太阳的光辉“掩盖”了。就像夜空中的明星一样,它们在白天依然存在,只是我们的眼睛无法分辨它们的微弱光线。你可以想象一下,星星其实像夜空中的“灯泡”,在白天它们的光被太阳的“巨灯”盖住了,等到太阳下山,天空变暗,星星的光才得以展现。那么,除了光线强度和大气散射之外,还有没有其他原因呢?其实,地球的自转和公转轨道也在一定程度上影响着我们观察天空的方式。白天时,地球自转使得我们面向太阳,天空被太阳的光线占据。而在夜晚,地球转到背对太阳的那一面,太阳的光线被遮挡,星星的微光得以出现。这个过程是由地球的自转造成的,周期大约是24小时。此外,天文学家们还研究过“日全食”等特殊天象。当月亮完全遮挡住太阳时,天空会变得黑暗,星星会变得异常明亮。这也证明了白天看不到星星,主要是因为太阳的光线太强,将星星的微光完全掩盖。那么,是否有办法在白天看到星星呢?其实在特殊情况下是可以的,比如在日食期间,太阳被遮挡住后,天空变得暗淡,星星会变得可见。另外,利用专业设备,比如望远镜或天文望远镜,也可以在白天观察到一些亮度较高的天体,比如金星、木星等,但这些都需要特殊条件和设备。白天看不到星星的原因主要有以下几点:第一,太阳的光线远远强于星星的微弱光芒,导致星星被“淹没”在强光中;第二,大气层的散射作用使天空变得明亮;第三,光污染让天空变得更加耀眼,遮挡了星星的微光;第四,地球的自转和公转让我们在白天面向太阳,夜晚才能看到星空。所以,下次当你在白天仰望天空,看到一片蔚蓝时,不要觉得星星“偷懒”了。它们其实一直在那里,只是被太阳的光辉“藏”了起来。等到夜幕降临,星星们又会重新亮起,像天上的小灯泡,陪伴着我们进入梦乡。希望这篇文章能帮你解答“白天为什么看不见星星”的疑问,也让你更好地了解天空中那些神秘的天体和它们背后的科学奥秘。天文学是一门奇妙的学科,它让我们知道,宇宙的奥秘远比我们想象的还要丰富。下一次仰望星空时,不妨想想那些隐藏在白天背后的星星,它们也在默默地守护着我们的夜晚,等待着夜幕的再次降临,展现它们最璀璨的光辉。什么是人生真正意义上的成功?
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。1970年4月24日的酒泉发射场,长征一号火箭稳稳立在发射台上,箭体里的东方红一号,压根就没装过任何能让它回来的设备。研制这颗卫星的核心团队,从敲定方案那天起,就没把回收列入过任务清单。1965年,中国正式敲定第一颗人造卫星研制工程,代号651任务,目标只有一个,让卫星成功入轨,完成既定探测和信号传输。那时候的中国航天,才刚迈出第一步,长征一号火箭的运载能力就摆在那儿,多一分重量,发射风险就多一分。回收系统不是一小块零件,整套装置下来要占不少重量,还得配套复杂的制动、减速、定位设备,技术难度直接翻倍。研制团队心里跟明镜似的,与其花精力搞回收,不如把所有重量都用在卫星的核心功能上。卫星的总设计师孙家栋,带着团队一遍遍抠细节,能省的重量全省,能简化的装置全简化。姿态控制系统原本有备份模块,为了减重直接拆掉,只保留核心工作部件,半点冗余都不留。电源团队研制的银锌电池,为了减重放弃焊接工艺,改用铆接,硬生生把电池重量压到最优。就连卫星的外形,都设计成七十二面体的球体,既稳固又能最大化利用空间,还能自带反光效果,方便地面观测。最终定型的东方红一号,总重量一百七十三公斤,这个重量,比苏联、美国、法国、日本的首颗卫星加起来都重。重量定下来,轨道参数成了重中之重,科研人员抱着算盘、围着晶体管计算机,算了一遍又一遍。最终敲定的椭圆轨道,近地点四百四十一公里,远地点两千三百六十八公里,倾角六十八点五度,这个高度,直接避开了地球的稠密大气层。四百多公里的高空,空气分子稀薄到极致,卫星飞行时受到的大气阻力,几乎可以忽略不计。没有阻力的持续消耗,卫星就能靠着惯性一直飞,地球引力刚好拉住它,形成稳定的绕地运转轨迹。研制团队算得明明白白,只要能把卫星送入这个轨道,就算完成任务,后续的在轨飞行,全靠自然规律维持。1970年4月24日晚上九点三十五分,长征一号火箭点火升空,尾部拖着烈焰直冲天际。火箭飞行十五分钟,精准完成星箭分离,东方红一号顺利进入预定轨道,那一刻,酒泉发射场一片沸腾。卫星入轨的瞬间,自带的信号发射系统立刻启动,《东方红》乐曲通过二十点零零九兆周的频率,清晰地传遍全球。地面的测控站点,从酒泉到海南再到喀什,全程牢牢锁定卫星信号,每一项参数都显示正常。这颗卫星的设计工作寿命只有二十天,靠着优质的银锌电池,实际稳定工作了二十八天,远超预期。1970年5月14日,卫星的电池耗尽电量,停止发射所有信号,圆满完成了所有既定研制任务。任务结束了,但卫星的飞行没有停止,它没有制动火箭,没有减速装置,更没有回收舱,根本没有下坠的条件。它就那样在预定轨道上,以每秒七点六八公里的速度飞行,每一百一十四分钟绕地球一圈,日复一日,年复一年。这么多年过去,卫星的轨道只有极其轻微的衰减,近地点高度只下降了六公里左右,依旧稳定在四百三十五公里上下。当初不设计回收,不是技术不够,而是完全贴合当时的航天需求,把有限的能力用在最关键的地方。那时候的首要目标,是打破国外的技术封锁,证明中国能独立发射人造卫星,能迈出探索太空的第一步。回收技术的攻关,是后续航天工程的事,东方红一号的使命,就是成功入轨,就是把《东方红》的乐曲送上太空。它不用回来,也不需要回来,它的存在,本身就是一次圆满的成功。没有回收系统,少了额外的重量负担,才让长征一号能稳稳把它送入高轨道,才让它能摆脱大气阻力的影响。高轨道的低阻力环境,加上没有主动减速的设计,让这颗卫星拥有了超长的在轨寿命。按照目前的轨道衰减速度,东方红一号还能在太空继续飞行数百年,甚至上千年,不会轻易坠入大气层。它不是不想回来,而是从诞生的那一刻起,就被赋予了留在太空的使命,用最朴素的方式,见证中国航天的一步步成长。它没有复杂的功能,没有华丽的设计,却用最简单的存在,完成了最伟大的突破,这就是最实在的航天底气。麻烦各位读者点一下右上角的“关注”,留下您的精彩评论与大家一同探讨,感谢您的强烈支持!
看来这个导播是在大气层,这就是替身文学吗?陈妍希在发言感谢周柯宇带来最好的李雾的
看来这个导播是在大气层,这就是替身文学吗?陈妍希在发言感谢周柯宇带来最好的李雾的时候,导播居然把镜头切向了陈鑫海。鹅厂真的太会整活了!
月球土壤中可能包含来自地球大气层的长期物质记录
近期一项发表在《通讯地球与环境》上的研究表明,月壤中可能保存着来自地球大气层的长期物质记录。这项由美国罗切斯特大学研究人员完成的研究指出,地球磁场可能协助太阳风将大气粒子持续输送到月球表面。研究人员利用计算机...
看航天员返回或科幻电影,返回舱总像火球般通红。表面温度能达到1600-1800℃
看航天员返回或科幻电影,返回舱总像火球般通红。表面温度能达到1600-1800℃,最高甚至超2000℃,但火箭升空时顶多冒点白烟,根本没有灼烧痕迹。这不是设计差别,而是飞行状态完全不同。返回时的高温,主要不是空气摩擦,而是“激波加热”。飞船返回速度超11公里/秒,是音速的30倍,比子弹快几十倍。高速撞向大气层时,前方空气被急剧压缩,来不及散开就形成高温高压的“激波”。激波锋面温度能达5300℃,包裹着返回舱传递热量。而且返回是从空气稀薄的太空,落到越来越稠密的低空。地球引力不断加速,速度越降越快,空气越密,高温集中爆发。更特别的是返回时会经历“黑障区”。高温让空气分子电离,形成等离子体包裹飞船。这段时间飞船和地面通信完全中断,通常持续3-6分钟,全靠预设程序飞行。这也是返回过程中最关键的风险点之一。发射时的情况正好相反,火箭速度是慢慢加上去的。刚开始每秒才几百米,就算到大气层边缘,速度也远低于返回时。低速状态下,就算空气稠密,也没法压缩形成强激波,产热自然很少。等火箭速度提上来,已经飞到空气稀薄的高空,热量没地方聚集,所以看不到高温灼烧的样子。返回舱能扛住高温,全靠特殊的热防护系统。表面的烧蚀材料遇到高温会慢慢分解、升华。通过相变吸热和带走热量,给返回舱“降温”,就像自带一层“降温铠甲”。神舟飞船用的钝头设计也很关键,能扩大激波与表面的距离,分散热量。现在应对返回高温,有一套完整的减速流程。先靠推进舱反向点火减速,脱离轨道。进入大气层后,靠大气阻力进一步降速。到10公里高度时打开降落伞,先开引导伞,再开减速伞,最后展开主降落伞。降到距地面1公里左右,反推发动机点火,让返回舱以1-2米/秒的速度安全着陆。目前用大气层减速,仍是最经济可靠的方式。不过也有更激进的方案在试验,比如SpaceX星舰打算靠发动机反向点火,直接“硬减速”,理论上能把外壳温度压到室温。但这种方式需要多带大量燃料,成本极高,还没完全成熟。简单说,返回是“高速撞进密空气”,发射是“低速爬出密空气”。两种完全不同的飞行状态,造就了“一热一凉”的鲜明反差。信源链接:科普中国:
为什么星星会一闪一闪?天上的“小灯泡”真的在“眨眼”吗?每当夜幕降临,仰望星
为什么星星会一闪一闪?天上的“小灯泡”真的在“眨眼”吗?每当夜幕降临,仰望星空,总会看到那些闪烁的星星。有时候它们像是在“眨眼”,有时候又变得明亮或暗淡。这些神秘的闪烁到底是怎么回事?星星为什么会一闪一闪的?难道天上的“灯泡”在“调皮”地“眨眼”吗?其实,答案既简单又深奥,今天就带你揭开这个谜底!一、星星为什么会“眨眼”?实际上,星星本身是非常稳定的天体,它们发出的光线几乎是恒定的。星星的“闪烁”并不是它们在“眨眼”,而是由于地球大气层的“捣蛋”造成的。二、大气层的“调皮鬼”——大气折射的作用地球的大气层就像一层“变形的玻璃罩”,里面充满了空气分子、尘埃和水汽。当星光穿过这些不同密度的空气层时,会发生折射,也就是光线弯曲。这种折射会让星光的路径不断变化,导致我们在地面上看到的星星亮度不断变化,形成闪烁的效果。简单来说,大气层像一个不断变动的“镜子”,让远在天边的星星“眨眼”似的变得明亮或暗淡。三、为什么只在夜空中看到星星闪烁?白天,太阳的光线非常强烈,压过了星星微弱的光芒,所以我们看不到星星的闪烁。而到了夜晚,星星变得清晰可见,大气层的折射作用也就变得明显。四、其他可能影响星星闪烁的因素除了大气折射外,以下因素也会影响星星的闪烁:大气扰动:风、温度变化会引起大气层的密度变化,加剧折射的变化。观测设备:使用望远镜或望远镜的质量也会影响你看到的闪烁效果。五、星星“眨眼”的科学意义其实,星星的闪烁为天文学家提供了宝贵的信息。通过分析闪烁的规律,可以了解大气层的结构和变化,还能帮助科学家研究地球大气的运动状态。六、总结:星星的“眨眼”其实是大气的“魔法”所以,星星之所以会一闪一闪的,并不是它们在“调皮”或“在眨眼”,而是我们身处的地球大气层在“捣蛋”。这场“天空的魔术秀”其实是大自然的巧妙安排,让我们在夜空中看到那一颗颗“会眨眼”的星星。下一次仰望星空时,不妨想象一下:那些闪烁的星星,正用它们微弱的光,向我们讲述大气层的秘密。喜欢这类天文科普吗?记得关注我,带你探索更多天空的奥秘!星星
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。上世纪五十年代末,中国航天事业刚起步,1958年就提出了卫星预研计划,1965年正式开始研制这颗"争气星"。当时全国上下憋着一股劲,要实现从无到有的突破,根本没精力考虑返回技术——能把卫星成功送入太空,就算完成了历史性跨越。1970年4月24日21时35分,酒泉卫星发射中心一声轰鸣,长征一号运载火箭托举着东方红一号直冲云霄。这颗直径1米、重173公斤的72面体卫星,被送入了近地点441千米、远地点2368千米的椭圆轨道。这个轨道高度在当时经过了精心计算,既考虑了火箭运载能力,又能满足任务需求。技术人员还给卫星设计了自旋稳定方式,让它以120转/分钟的速度旋转保持姿态,甚至为了让地面能"看得见",特意在第三级火箭上加装了"观测裙",通过膨胀的镀铝气球提高亮度。其实从设计之初,东方红一号的定位就是技术试验卫星,主要任务是播送《东方红》乐曲、测量空间环境参数。它搭载的银锌电池设计寿命只有20天,实际工作了28天就停止了信号发射。在那个年代,返回式卫星技术远比发射卫星复杂,需要解决再入大气层时的热防护、姿态控制等一系列难题,中国航天当时还不具备这样的条件。与其花精力研究返回技术,不如把有限的资源用在"上得去、抓得住、听得见、看得见"这四个核心目标上。而它能在太空"常住"五十多年,关键就在于那个高轨道设计。距离地球表面几百千米的太空,大气已经极其稀薄,阻力小到可以忽略不计。卫星在这样的轨道上运行,轨道衰减速度非常缓慢。国家航天局的数据显示,到2009年,东方红一号的轨道参数依然稳定在近地点439千米、远地点2384千米,和发射时相比变化不大。不像有些低轨道卫星,几个月就要调整一次轨道,否则就会被大气阻力拽回地球。有意思的是,这颗卫星还创造了个纪录——它的重量比苏联、美国、法国、日本四国发射的第一颗卫星总和还要重29.8千克。当初为了让地面观测更方便,技术人员在零下几十度的雪地里挖坑架铝槽,反复试验卫星蒙皮的阳极化电抛光工艺,就是这样靠着土办法加巧心思,完成了这个看似不可能的任务。虽然现在它已经和地面失去联系,但2020年3月,还有天文爱好者在北京上空捕捉到了它过境的轨迹,那暗淡的光点背后,藏着中国航天最朴素的起步故事。
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候
为什么东方红一号至今都没有坠入大气层?很简单,因为当初把东方红一号发射出去的时候,就没想过让它回来。1970年4月24日那天,酒泉卫星发射中心的长征一号火箭腾空而起。科研人员当时的目标特别明确,就是要让中国的第一颗人造卫星稳稳扎进太空,根本没把回收列入计划。那个年代,美苏早就靠着卫星抢占了太空先机,中国航天人憋着一股劲,要的是“上得去、听得到、看得见”的硬实力,能让《东方红》的乐曲传遍全球,能让世界看到中国的卫星,这就已经是巨大的胜利。东方红一号的飞行路径,是科研人员用算盘反复算出来的黄金轨道。近地点稳定在440公里上下,远地点能冲到2300多公里。这个高度特别讲究,已经跳出了地球低层大气的“拖拽区”。咱们生活的地面之上,大气越往上越稀薄,到了这个高度,空气分子少得可怜,对卫星的阻力几乎可以忽略不计。不像国际空间站,轨道低得多,每月都得“加油”抬升高度,不然就会慢慢往下掉,东方红一号靠地球引力当向心力,就能顺着轨道稳定飞行。这颗卫星的“身材”也帮了大忙,它是个直径1米的72面体圆球,这种形状能让它在太空里受力特别均匀。设计师们考虑到太空里的辐射和微小流星撞击,外壳用了高强度的铝合金,内部设备也都做了抗辐射加固。哪怕在太空飘了半个多世纪,它的结构都没出现大问题,质量分布始终均匀,不会因为姿势跑偏打乱轨道。173公斤的重量也恰到好处,既能抵抗轻微的轨道衰减,又不会因为太重提前下坠,要知道这个重量,比之前苏、美、法、日四国首颗卫星的重量总和还大。它的“自我稳定技能”在当时堪称一绝,卫星靠着每分钟120转的自旋保持姿态,就像陀螺转起来不会倒一样。科研人员还装了太阳角计和红外地平仪,让它能精准感知自身位置,哪怕没了动力也不会乱晃。1970年5月24日,它携带的银锌电池耗尽,停止发送信号,但这只是“失声”,不是“失控”,轨道依旧保持得稳稳当当。2022年5月,有天文观测者拍到了特别的一幕。中国空间站和东方红一号在太空擦肩而过,这颗老卫星和年轻的空间站同框,像是完成了一场跨越半个世纪的对话。观测数据显示,这么多年过去,它的近地点只下降了13公里,年均衰减还不到0.3公里。航天专家测算后给出结论,按照这个速度,它再在太空飞千年都没问题。有人问,现在咱们有天宫空间站了,为啥不把这位“航天老前辈”接回家?这个想法特别暖心,但实操起来不现实。东方红一号每秒飞行速度能到7.8公里,空间站机械臂空载时每秒才动0.3米,追上它比走路追高铁还难。而且它的轨道倾角和空间站差了20多度,调整轨道要消耗巨量燃料,性价比实在太低。对中国航天来说,东方红一号早就不只是一颗卫星。它是1958年钱学森牵头成立“581”攻关小组后,一代代人用手工敲打、算盘计算换来的成果。它在太空的每一圈飞行,都在见证中国航天从追赶到领跑的跨越。从神舟飞船载人飞天,到嫦娥探月带回月壤,再到祝融号登陆火星,这些成就的起点,都藏在1970年那声火箭轰鸣里。它就这么安静地飘在太空,没有动力却从未迷失方向。它不只是一个航天器,更是刻着中国航天人精神的“太空纪念碑”,会一直陪着中国航天走得更远。
发现没,神舟二十号乘组回来,大家可能都没有注意,以前着陆舱降落,都要有很多地面人
发现没,神舟二十号乘组回来,大家可能都没有注意,以前着陆舱降落,都要有很多地面人员开着车追赶着返回舱,而这次是地面人员在地面等待返回舱!这个细节太戳人了!神舟二十号乘组搭乘神舟二十一号返回地球时,有个画面让不少航天迷直呼“进化了”。以前返回舱降落,地面车队总是顶着风沙疾驰追赶,而这次搜救人员稳稳站在预定区域等待,返回舱就像精准导航的“快递”,稳稳落在视线范围内。这看似简单的“从追赶变等待”,背后藏着中国航天的硬核技术突破。放在十几年前,返回舱搜救还是场“与时间赛跑的追赶”。神舟七号任务时,还采用空中搜救为主、地面为辅的模式,直升机带着指挥平台和搜救人员全程追踪,地面车队要根据实时落点预报不断调整路线,哪怕只是几公里的偏差,都可能让救援队伍在戈壁中多奔波数小时。早期落点预报精度有限,返回舱穿越大气层时受气流扰动,实际着陆点与预报点可能相差数公里,这种情况下“追赶”是保障航天员安全的必要选择,毕竟早一分钟抵达,就能早一分钟排除风险。而神舟二十一号的返回,彻底颠覆了这种传统模式。11月14日,从与空间站分离到成功着陆仅用3.5小时,比此前任务缩短一半时间,这场“闪电归航”的关键,在于轨道控制与落点预报技术的双重飞跃。返回舱从145公里高度冲入大气层,经历上千度高温的“火球”阶段和40公里的“黑障区”,却始终沿着预定轨迹飞行,这背后是0.1度以内的轨道相位控制精度,相当于从北京到上海的导航误差不超过1米。AI实时修正系统同步处理2000多个传感器数据,哪怕出现0.01米/秒的速度偏差,都能瞬间校准,让返回舱全程“不跑偏”。更关键的是落点预报精度的质变,如今已能达到百米量级,着陆时间偏差控制在1分钟以内。这意味着地面团队在返回舱进入大气层前,就能精准锁定着陆区域,提前部署搜救、医疗、通信等所有保障力量。当1200平方米的主伞在10公里高空张开时,地面人员已经能通过光学设备清晰观测到返回舱的轨迹,反推发动机在距地面1米处精准点火,让返回舱以每秒2米的柔和速度着陆,整个过程平稳得像“轻轻放下”。这种精准度,让“等待”取代“追赶”成为现实,也让救援效率大幅提升,航天员出舱后能第一时间接受医监医保,身体状态数据快速传回地面。这场看似细微的变化,是中国载人航天多年技术积累的必然结果。从神舟一号到神舟二十一号,着陆场系统不断优化,从早期的两套搜救力量并行,到如今的精准部署,每一次调整都源于技术的突破。此次神舟二十一号的快速返回,不仅创下了新纪录,更验证了快速返回方案的安全性与可靠性,而“等待式搜救”正是这一方案的重要组成部分。它减少了救援过程中的不确定因素,让整个返回流程更高效、更安全,也体现了中国航天“生命至上”的核心考量——缩短返回时间、提高着陆精度,本质上都是为了降低航天员面临的风险。外国网友看了这一幕后纷纷点赞,有网友留言“以前觉得追赶很燃,现在才发现,稳稳等待才是真正的实力”。确实,从“追着跑”到“等着来”,变化的不只是搜救模式,更是中国航天从跟跑到并跑、再到领跑的底气。这种精准控制能力,不仅应用在载人返回任务中,更将为未来的载人登月、深空探测等任务提供关键支撑,让中国航天的每一次出发与返回,都更有底气、更显从容。对此,你们有什么看法,欢迎评论留言~
早期火星大气层或比现在厚数百倍
据英国《新科学家》杂志网站16日报道,法国法兰西学院团队近日在欧洲行星科学大会上提出,火星现在大气稀薄,但在早期可能拥有一层比现在厚数百倍的大气层。团队通过模拟早期太阳系环境,估算抵达火星的彗星物质总量,并与现有...
一颗系外宜居带行星可能拥有大气层
一个国际团队借助美国航天局的詹姆斯·韦布空间望远镜最新发现,这颗行星可能拥有水和含有氮气的大气层。TRAPPIST-1e是红矮星系统TRAPPIST-1中的第四颗行星,其轨道位于该星系的宜居带内且运行稳定。这颗行星之所以备受关注,...
昨天伊朗对以色列发动大规模导弹复仇行动,据最新的消息透露,以色列使用了大气层外拦
昨天伊朗对以色列发动大规模导弹复仇行动,据最新的消息透露,以色列使用了大气层外拦截技术。报道称,以色列动用了箭3高超音速拦截导弹,在大气层外围拦截伊朗的弹道导弹。网友表示:那是离得太远,以色列炸加沙可不是这样的...