东方红1号为何能在轨飞行50年 比美苏首颗卫星都先进

1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星东方红一号成功发射，开启了中国的太空时代。五十年前，东方红一号使中国成为继苏联、美国、法国和日本之后，世界上第五个成功发射国产人造地球卫星的国家。50年后，这颗卫星仍在轨道上运行，见证了中国卫星和航天事业的发展和成就。

东方红一号为什么能在轨道上飞行50年

由于长征一号运载火箭的强大运载能力，东方红一号卫星的起点很高。它的总重量为173公斤，超过了前四个国家发射的第一颗卫星的总重量。公共信息显示，苏联发射的第一颗人造卫星重83.6公斤，而美国、法国和日本发射的第一颗人造卫星分别重8.2公斤、38公斤和9.4公斤。这四颗卫星加在一起比东方红一号轻得多。东方红一号卫星在近地点运行439公里，在远地点运行2384公里。这个轨道也高于美国和苏联发射的第一颗卫星的轨道。

微火箭微信公众号创始人邢强博士23日对《环球时报》记者表示，东方红一号卫星整体系统按照目前的方式已经高度完善。除了其重量和轨道高度之外，该任务不仅是简单地用火箭将卫星送入轨道，而且是在其负载下实现更高水平的技术操作。例如，要在轨道上播放“东方红”音乐，除了优美的音乐之外，还应考虑多普勒效应。此外，中国还对卫星能够覆盖的所有国家和地区进行了非常准确的轨道预测。东方红一号卫星在运载火箭、卫星平台、有效载荷、上升段和在轨运行段全面体现了中国在轨测控技术。这四个系统在一次任务中很好地解决了。这一任务的完成程度与其他国家有很大不同，这表明发射不是为了赶上世界前五名，而是通过非常系统的建设才成为可能的。

环球时报记者23日从航天科技集团获悉，在东方红一号的研制和发射过程中，中国研究人员克服了一系列技术和工艺上的困难，包括火箭级间的连接和分离、末级火箭观测裙的设计、卫星天线的释放和展开、仪器舱盖的镀金、热真空模拟实验、红外地平线的研制和测试等。 在跟踪定轨技术、信号传输方法、热控技术等方面超过了其他国家的第一颗卫星。

戚发仁院士在最近的纪念座谈会上说，东方红一号卫星的发射打破了苏联、欧洲和美国等国家在先进空间技术方面的垄断。“当我们开始东方红1号的时候，我们没有使用任何外来的部件。中国人自己做的。”戚发仁说。

邢强说，东方红一号已经走上了50年的轨道，这也是一个非常了不起的成就。一个原因是上面提到的轨道高度比较高，另一个原因是轨道倾角的设计非常巧妙。当时，中国航天工程师团队选择了一个不仅充分利用了火箭的运输能力，还考虑到了该地区的覆盖能力，以便让尽可能多的国家和地区能够接收音乐并看到中国卫星的轨道。正因为东方红一号卫星轨道高度和倾角的“优雅”组合，它才能够在50年后的轨道上飞行。甚至像美国这样的太空强国的第一颗卫星也没能做到这一点。

专家梳理“东方红”家庭成绩单

东方红一号的发射启动了中国的太空探索。从那以后，中国的人造地球卫星不断得到丰富。东方红一号入轨50周年前后，国内几位著名航天专家对中国卫星50年来的发展成就进行了梳理。

中国航天专家庞志浩23日告诉环球时报记者，中国的卫星发展可以分为三个阶段。第一阶段是技术准备阶段(1956-1970)，完成从基础研究到东方红一号进入轨道的任务。第二阶段是技术测试阶段(1971984)。主要成果是返回遥感卫星、实验通信卫星和科学探索与技术试验卫星的开发、发射和运行。第三阶段是工程应用阶段(从1985年至今)。现阶段，中国的卫星工程已经从技术试验转向工程应用，四个系列的卫星相继投入使用。

庞志浩表示，中国卫星工程从技术测试走向工程应用，是以卫星服务运行测试为主的卫星服务初始运行阶段，卫星种类少，使用寿命短，故障多。自2000年以来，卫星业务已进入全面运营阶段。不仅卫星的种类和数量很多，而且“含金量”也大大增加了。例如，遥感卫星已经从恢复型发展到传输型；通信卫星已经从自旋稳定和小容量发展到三轴稳定和大容量。已经开发并发射了三代导航卫星。

专家表示，“东方红”系列的命名也经历了一个变化的过程。东方红一号是中国的第一颗卫星。此后，中国先后开发了三代静止轨道通信卫星平台:东方红-2号、3号和4号，其中2号和3号卫星名称相同，4号卫星仅作为平台名称使用。其中，第二个是小容量卫星平台，第三个是中等容量卫星平台，第四个是大容量卫星平台。正在测试的东方红五号是一个超大容量平台。

根据航天科技集团提供的数据，50年来，中国自主研发了17种长征系列运载火箭，成功发射300多次，向太空发射航天器500多艘，成功率96%，在可靠性、安全性和轨道精度方面均达到世界领先水平。50年来，载人航天和深空探测取得了重大突破。中国已成为世界上少数几个独立掌握载人航天飞机、空间出口、空间交会对接、在轨推进剂补充等重大技术的国家之一。2019年，嫦娥四号任务圆满完成，人类历史上首次实现了月球背面航天器的软着陆和侦察，开启了探索深空宇宙奥秘的新时代。在过去的50年里，北斗导航项目已经成功发射了54颗卫星。星座网络将于今年建成全球北斗卫星导航系统。高芬卫星相继发射并投入使用，大大提高了中国对地遥感观测能力。今年将形成一个具有时空协调、全天时、全天候和全球观测能力的稳定运行体系。。

据风云四号卫星总设计师董耀海介绍，目前中国航天员已利用17颗2代4型风云系列气象卫星探索出一条具有中国特色的气象卫星发展道路，促成了中、美、欧三方对抗。

外国媒体也非常关注中国的航天成就。《巴基斯坦邮报》说，在过去的一年里，中国为促进空间科学的发展做出了巨大努力。去年年初，中国的嫦娥4号探测器在月球背面着陆，玉兔2号成为在月球上工作时间最长的月球车。在新的冠状肺炎流行期间，中国的高芬卫星和北斗导航系统为收容所医院的建设提供了技术支持。

邢强说，经过50年的发展，中国的卫星已经覆盖了从低到中到高、从小到大的各种轨道高度。“东方红”不再是一颗卫星的名字，而是一个类型谱和家族。从行业成熟度来看，通信、遥感和导航三大领域都有相对完善的系统。

以下主要发展方向是大、长、远。

随着科技的发展，中国的宇宙飞船也从人造地球卫星发展到载人飞船和深空探测器，逐步将中国从世界第五位推向前沿。然而，专家们认为这些成就是卓越的，但未来仍有许多重大的技术突破有待实现。

《时代》杂志称，从人造卫星到月球和火星，中国正迅速成为这些领域的“太空超级大国”。布隆伯格说，中国正在另一个星球上与美国竞争。中国航天局计划今年进行火星探测任务。此次任务是中国探索清单上最雄心勃勃的项目，旨在获得与美国宇航局相同的地位，并将中国的科技知识转化为现实产品。

邢强说，从1970年成功发射第一颗卫星到2020年，中国已经成功发射了300多次太空发射。根据在轨运行的卫星数量，它是世界上第二大卫星，仅次于美国。这一成就令人瞩目。邢强将中国后续发展的主要任务概括为大、长、远。“大”是指在发展多轨道、多倾角卫星谱系的基础上，在新一代载人飞船和货运飞船的支持下，尽快完成空间站的建设，因为长期在轨的载人空间站将为后续的Ad Astra提供大量的技术储备和不可替代的医学、工业生产和尖端基础科学的科研平台。“双星”意味着看到单星业绩指标的时代即将过去，“星座”的时代即将到来。只有通过大量在轨运行的卫星，形成动态的、自组织的、自管理的巨型星座，才能保证中国未来的空间轨道和频谱资源。因此，中国应抓住机遇，进一步推进低轨巨型星座的建设。“远”意味着专注于具有重大战略意义的深空探测任务。尽管中国已经将探测器登陆月球，人类重返月球的计划一直激励着全世界的太空工程师。以下任务包括人类重返月球、人类首次登陆火星和小行星采矿。未来的这些主要任务都取决于关键卫星技术的后续突破，如高可靠性、可长时间连续工作的大功率电力推进发动机和低轨道卫星间通信。这些都是载人航天领域相对先进的技术。在这些领域，中国和世界*航天强国站在同一起跑线上。