東方紅一號還在唱歌嗎？5個問題讓你更懂它_風聞

本文轉載自公眾號 中國科普博覽

半個世紀前，1970年4月24號，中國自主研製的第一顆人造衞星“東方紅一號”發射成功，《東方紅》樂曲響徹太空，拉開了中國探索太空的帷幕。為了紀念中國航天事業成就，發揚中國航天精神，2016年3月8日，經國務院批覆，同意將每年4月24日設立為“中國航天日”。

東方紅一號衞星成功發射

2020年4月24日是第五個“中國航天日”，也是“東方紅一號”——中國第一顆自主研發衞星成功發射50週年的紀念日，對於第一顆發射成功的“東方紅一號”衞星，我們有太多好奇和懷念。

經過前期的徵集，我們選取了中國科普博覽前一陣在各平台徵集的網友們感興趣的問題，進行解答。

提問

Qustions

&

解答

Answers

問題一

**“**東方紅一號”是怎麼

在太空中播放《東方紅》的？

答：雖然宇宙是真空，聲音因為沒有介質而無法傳播，但電磁波可以傳播。《東方紅》樂曲“響徹太空”，並不是説在太空中響徹着我們能聽到的音樂聲音，而是衞星一直在發射電磁波。

要想讓地面上的人們聽到樂聲，主要有以下步驟：衞星在太空中用短波發射器發送《東方紅》樂曲的電磁波波段的信號，信號通過發射機下行，由大型地面站接收，再通過廣播電台轉播。

因此，全國人民聽到的鋁板琴音色的《東方紅》樂曲，都是經廣播電台對衞星信號轉播後呈現的。

為什麼會想到讓衞星播放《東方紅》呢？

1965年9月，中科院衞星設計院提出，中國要超過蘇聯的衞星發射的電報碼，就必須發射一個連續的信號。這個信號要有中國特色，而且要得到全球公認，所以提出了衞星播送《東方紅》樂曲，並將衞星命名為“東方紅一號”的建議，後來獲得國家認可。在那個特殊的年代，讓《東方紅》樂曲響徹世界，也有一定的政治意義。

科研人員在裝配“東方紅一號”衞星音樂設備

除了播放音樂，東方紅一號衞星最重要的任務是技術驗證，驗證中國的火箭發射和衞星技術。

“東方紅一號”衞星原設計時，有效載荷包括東方紅樂音裝置、太陽軟X射線探測儀、粒子輻射計、磁強計和艙內氣壓計等科學探測儀器。其任務是探測太陽輻射、空間磁場、空間電離層環境和地球大氣密度，然後通過遙測系統把相關數據發送回地面。

它的發射成功，標誌着中國成為世界上第3個獨立研製和發射衞星的國家。

問題二

“東方紅一號”現在還在運行嗎？

他還在太空中唱歌嗎？

答：“東方紅一號”採用銀鋅電池為電源，設計的工作壽命為20天，但它實際工作了28天，在1970年5月14日停止發射信號，與地面失去了聯繫。雖然實際發出的歌聲已經在那一刻停止，但《東方紅》的音樂早已寫入了我們的記憶。

那為什麼直到今天東方紅一號還沒有墜入大氣層呢？

衞星能飛行至今是因為它所處的軌道較高，大氣阻力很小，軌道衰減很慢。

早期的衞星設計的軌道高度都很高，“東方紅一號”如果不發生撞擊，再飛幾百年也沒問題，但它也不會飛離地球，因為沒有動力，它的軌道只會在大氣微小的阻力下慢慢下降。因此，所有在天上的航天器需要互相避讓。

現在大部分已知衞星都在地面的監控之內，如果你想了解“東方紅一號”現在在哪，可以直接點擊文末的閲讀原文進行查詢。

問題三

“東方紅一號”為什麼要做成球體？

“球”上面的那些杆子不會斷掉嗎？

答：我們在照片上看到的“東方紅一號”是一個發黃的球體，發黃是因為外表塗層的顏色，“東方紅一號”表面是鋁陽極氧化高反射熱控塗層，就是照片中這種發黃的顏色。

“東方紅一號”衞星

“東方紅一號”看似是球形，其實是一個近似球形的72面體。採用這種設計外形主要是基於以下考慮：

（1）內部有較大空間；

（2）在這72個面上可以粘貼太陽電池片，可以為衞星供能；

（3）衞星採用自旋穩定，在72面球體上粘貼太陽電池片可便於均勻佈設，使任何時刻太陽電池的總輸出變化很小，這對整星能源系統的設計很有利；但是當時中國還沒有太陽能帆板這樣的技術，最終沒有粘貼，而是採用銀鋅電池作為它的電源。

（4）採用球形設計，可使衞星飛行時的彈道截面基本不變，所以不用在星上安裝探測儀器，就能用衞星的測軌跟蹤數據反演推算衞星飛經高度的大氣密度值及其變化，從而多獲得一些科學數據。

 至於那些細細的“杆子”，其實是天線，每根長度有3米，有4根天線是用來發送東方紅樂曲和遙測數據信號的。

這麼長、這麼細的杆子之所以在發射的時候沒斷，是因為就像傘的開合一樣，衞星發射的時候已經把它收起來了，到天上才再把它打開。

問題四

“我爸説他親眼看見過東方紅衞星！

他是不是在吹牛？”

答：“東方紅一號”的直徑只有１米，本體亮度比六等星還要暗，肉眼非常難以辨別。但當時採用了“借箭顯星”的辦法，長征一號第三級火箭跟衞星一起入軌，如果能找到火箭，就能找到東方紅一號。

為了讓大家能看到衞星，專家們當時還做了一條聚酰亞胺綢“圍裙”，把第三級火箭包起來，表面鍍上鋁。火箭隨衞星入軌後，“圍裙”撐開直徑達４米，陽光照射下，亮度接近可觀察的二等星，它與衞星前後相距不遠，仔細尋找也許能看到衞星。

因此，衞星發射當天，地面上的人們是可以親眼看到火箭、聚酰亞胺綢“圍裙”和“東方紅一號”衞星的！

其實，當時專家將“東方紅一號”設計成近球形的72面體，還有一個考慮就是，近似球形的72面體旋轉時會閃閃發光，他們希望，從地面上能用肉眼直接看到東方紅一號，當然，這個後來也被證明並不可行。但是基於其他的優勢，還是選擇將它設計成了這樣的形狀。

“東方紅一號”衞星軌道傾角為68.5度，也就是説它會飛越地球上南北緯68.5度的範圍，幾乎可以遍歷全球，中國當時還對它經過其他國家首都的時間進行播報，便於人們觀測。

但是，因為距離太遙遠，現在想要肉眼找到“東方紅一號”幾乎是不可能了。

問題五

現在已經到了東方紅幾號，

東方紅系列取得了哪些進展呢？

答：1984年4月8日，“東方紅二號”衞星發射成功，開啓了中國用自己的通信衞星進行衞星通信的歷史。

1997年5月12日，“東方紅三號衞星”由中國運載火箭技術研究院研製的長征三號甲運載火箭發射升空，這是中國第一代採用三軸穩定技術的地球同步衞星，定點於東經125°赤道上空，主要用於電視傳輸、電話、電報、傳真、廣播和數據傳輸等業務。

之後**，“東方紅”系列逐漸發展成了大型衞星平台。**

“鑫諾二號”（SINOSAT-2）衞星是“東方紅四號”大平台的首發星；2019年12月27日發射成功的“實踐二十號衞星”則是基於“東方紅五號”公用平台研製的實驗衞星，2020年1月5日成功定點於東經105.5度，這也是中國目前研製的發射重量最重、技術含量最高的高軌衞星。

結語

“東方紅一號”衞星初期總體組成員

“東方紅一號”是中國科學院與全國各相關單位部門大力協同的成果。

當時，中科院70多個所、廠，全院三分之二的科技力量都參與到了“東方紅一號”的研製和組織工作中，從元件、材料、工藝到星體的設計研製、裝配；從測軌、定軌的原理、方法到地面站系統的佈局、軌道傾角的選擇，從發射衞星的各種條件保障工作到衞星系列規劃的制定和返回式衞星的預研，包括回收方案、姿控方案、照像機、膠片等的研製……到處都是他們忙碌攻關的身影，他們為中國衞星事業的開創、及航天技術打下了堅實的基礎！他們的精神，仍然照耀着中國今天的衞星事業、航天事業，歷久彌新，更加閃亮！

資料整理：王錚（中國科學院國家空間科學中心博士、助理研究員）

審核：孫輝先（中國科學院國家空間科學中心研究員）

特別顧問：潘厚任（原“東方紅一號”總體設計組副組長）

資料來源：《國防科技工業》、《中國科學院國家空間科學中心所史》、互聯網等