52年経った今でも東方紅1号は空を飛んでいるのか？ ！

この記事は、中国科学院宇宙応用工学技術センターの劉燕氏によってレビューされました。

意外にも、52年経った今でも、東方紅1号衛星は空を飛んでいるのでしょうか？ ！

正直に言うと、誰かが本当に写真を撮っていなかったら信じなかったでしょう。

ほんの数日前、「世紀の同窓会」の動画がネットユーザーを一斉に激怒させた。

△画像出典：テンセントビデオ

映像では、「東方紅1号」衛星が中国の宇宙ステーションの横を通過し、半世紀近く離れて打ち上げられた2つの人工天体が夜空で「遠くから互いを見つめ合っている」様子が映し出されていた。

ネットユーザーの中には、半世紀もの間離れ離れになっていたこの2人の「スター」が再会した奇跡を嘆く人もいた。

しかし、ネットユーザーをさらに驚かせたのは、「東方紅1号」がまだ空にいたことだ。

結局、アメリカ、ソ連、日本が同時に打ち上げた最初の人工衛星は、軌道や電力などさまざまな理由ですべて墜落した。

「東方紅1号」自体の意義は明らかだ。それは私の国の最初の人工衛星です。 「2つの爆弾と1つの衛星」の中の「1つの衛星」として、それは何世代にもわたる航空宇宙労働者の夢と最初の願望を運びます。

「東方紅1号」の打ち上げは中国の宇宙探査の始まりを示した。

その後、我が国の航空宇宙開発は「繁栄」しました。

「東方紅1号」衛星の最高技術責任者である孫家東氏は我が国の月探査プロジェクトの初代最高技術責任者となり、我が国の月探査と深宇宙探査の道を開いた。

「東方紅1号」衛星の技術リーダーの一人である斉法仁氏は、神舟宇宙船の主任技術リーダーを務め、我が国の有人宇宙飛行の歴史の始まりを告げた。

東方紅1号衛星追跡管制システムの最高技術責任者である陳芳雲氏は、北斗衛星ナビゲーションシステムの創始者の一人となった。

…

しかし、実は、52年間宇宙を飛び続けている「東方紅1号」衛星は、もともと理論から産業までほとんど「何もない」ところから開発されたものだった。

2億元の資金で、5,000人以上がペンとそろばんを使って、衛星の設計、生産、製造、打ち上げの全プロセスを「手作業」で完了した。

宇宙で初めて中国から声が聞こえた

1970年、宇宙で初めて中国から声が聞こえた。

中国初の人工衛星「東方紅1号」の打ち上げ成功は、中国の宇宙史に新たな時代を開いた。

この衛星は宇宙で世界に向けて「東は赤い」という歌を歌ったことから「東方紅1号」と名付けられた。

重さ173キログラム、直径1メートルの球状多面体で、長さ3メートルのホイップアンテナ4本を備えている。

衛星が打ち上げられた後、地球の軌道上での軌道周期は114分でした。 20.002MHzの周波数で「The East is Red」という曲を再生しながら、テレメトリパラメータと科学探査データを送信した。

現在、中国の宇宙デーは毎年打ち上げ当日の4月24日に祝われています。

しかし、東方紅1号の0から1までの開発を振り返ると、すべてがとても困難でした。

1950年代後半、中国は人工衛星の建造を正式に提案した。

これに先立ち、ソ連は世界初の人工衛星の打ち上げに成功していた。アメリカもこれに続き、1958年にエクスプローラー1号を宇宙に打ち上げた。

当時の中国は、経済、人材などの面で衛星を打ち上げる条件がまだ整っていなかった。

1959年の10周年記念式典で一般公開された衛星やロケットの模型もすべて若い学者たちの手作りでした。

CCTVの報道によると、当時の若者のロケットや衛星に関する知識は、今日の中学生ほど優れていなかったという。

モデルが作られても、設計パラメータの決定が難しい、テスト条件が悪い、必要な生産・加工設備が供給されていないなど、解決できない実際的な問題がまだたくさんあります...

中国の科学者たちはビッグブラザーであるソ連から学ぼうと考え、研究を行うためにモスクワまで行ったが、冷たい対応を受けた。

そして、国力が限られているため、まずは基礎を築き、ロケットや高高度物理探知装置などの研究開発に注力することを決定した。

中距離ミサイル「東風2号」の打ち上げ成功は、中国が人工衛星を打ち上げる能力を基本的に獲得したことを示した。

銭学森、趙九章らのリーダーシップの下、東方紅1号衛星の開発が正式に議題に上がった。

△画像出典：新華網、ミュージックインスタレーション

彼らはまた、より高い出発点を設定した。中国の最初の衛星の重量は約100キログラムになるはずだ。

当時、ソ連の最初の衛星の重量は 83.6 キログラムでしたが、米国の最初の衛星の重量はわずか 8.2 キログラムでした。衛星が重くなればなるほど、ロケットエンジンや機器に対する要件が高くなります。

しかし、ついに完成し、実際の重量は173kgでした。

1968年2月20日に中国宇宙科学院が設立されて初めて、東方紅1号の開発は正式に議題に上がった。

銭学森が初代総長を務め、研究チームは5,000人以上で構成され、中央政府から2億人民元の資金が割り当てられた。

△ 千雪森

新華社通信によると、「東方紅1号」衛星の全体設計チームの副主任である潘厚仁氏は次のように振り返った。

当時、2億人民元を手に入れるのは容易なことではありませんでした。

なぜなら、資金を除けば、古い世代の宇宙飛行士たちはほとんど何も持っていなかったからです。

この期間に遭遇した多くの困難は、「ローカルな方法」を使用して解決されました。

たとえば、リベット締めは衛星製造において重要な工程です。当時の衛星工場は科学機器工場から転換した工場で、このようなことは初めてで、工作物を固定するためのリベットガンやトラスもありませんでした。

作業員たちは小さなハンマーを頼りに、自分の体をトラス代わりにしてリベットを一つずつ打ち込んでいった。

これらの条件下で、彼らはいくつかのプロセス問題を解決し、その後、複数の環境シミュレーションテストの段階に入りました。

「東方紅1号」衛星の技術リーダーの一人である斉法仁氏は、夏の試験の際、衛星工場に低温試験室がなかったため、厚手の綿のジャケットを着て海軍の冷蔵庫に行き、試験を行ったことを思い出した。

△画像出典：豫州が「東は赤い」を歌う

条件は少し難しいですが、テクノロジーは常に進化しています。

1967年の研究所設立前夜、中国のトライボロジー分野の先駆者であり学術リーダーであるダン・ホンシン氏とそのチームは、衛星伝送における重要な問題を解決しました。

銅系導電性ドライフィルムを選択し、-100℃～100℃での困難な超短波アンテナ信号伝送の問題を解決することに成功しました。

地球が東方紅1号からの音楽信号を受信できたのは、党紅鑫氏のチームの貢献と切り離せない理由だ。

△動画ソース：豫州が「東は赤い」を歌う

信号の問題は解決されましたが、衛星自体は依然として極端な温度変化のテストに耐える必要があります。

当時、これは世界が認識していた問題でした。

この目的のために、中国の科学者たちは衛星内の温度を均衡させるための完全な温度制御システムを開発したが、システムの正常な動作には大量の電力が必要であり、衛星が運ぶ電力の量は非常に限られている。

最終的に、彼らは、衛星の温度を制御するために、作業中に他の機器から発生する熱を利用することを考えました。外装材には温度制御処理を施したアルミニウム合金を採用し、消費電力の問題を解決しました。

2、3年後、彼らは最初の人工衛星という目標を達成しました。

1970年4月24日、東方紅1号衛星を搭載した長征1号ロケットが所定の軌道に無事投入され、20日間以上に及ぶ探査任務を完了し、同年5月14日に信号の送信を停止した。

これにより中国は、独自に衛星を開発し打ち上げた世界で5番目の国となった。

中国では、プロジェクトの正式な開始から衛星の打ち上げ成功まで5年もかからなかった。

そして今日に至るまで、東方紅は中国の宇宙産業の発展を見守りながら宇宙を飛び続けている。同時期の衛星のほとんどは大気圏に落ちてしまいました。

これは具体的にどのように行われるのでしょうか?

なぜ東方紅1号はまだ軌道上にあるのですか?

その時点で、全体の技術計画から始めなければなりません。

東方紅1号衛星が設計された当時、その主な任務は衛星技術の試験を実施し、電離層と大気の密度を検出することだった。

そのため、軌道は近地点約441キロメートル、遠地点約2368キロメートル、地球の赤道面との角度が68.5度の地球近傍楕円軌道となるように設計されている。

衛星が宇宙で地球の周りを飛ぶのに電力は必要なく、完全に慣性に頼っていることは周知の事実です。理論的には、抵抗がなければエネルギー消費はなく、永遠に飛行し続けることになります。

しかし実際には、宇宙は空ではなく、特に地球の低軌道には微量のガスがまだ存在しています。地球に近づくほど、ガス分子の数が多くなります。このため、現在、宇宙ステーションは定期的に積極的に軌道を上げなければなりません。

前述のとおり、東方紅1号は近地点高度441キロメートル、遠地点高度2,368キロメートルの軌道を周回します。

比較すると、国際宇宙ステーションは現在、高度420キロメートルを周回している。このことから、東方紅1号の近地点でさえ国際宇宙ステーションの軌道よりも高いことがわかります。そのため、東方紅1号は軌道上での運用中にほとんど抵抗に遭遇しませんでした。

もう一つのより一般的な運命である、大気圏（高度100～300km）に突入し、燃えて崩壊する運命についても、やはり長い時間がかかるでしょう。

最新のデータによると、東方紅1号衛星の最新の近地点高度は428キロメートル、遠地点高度は2030キロメートルである。

つまり、半世紀に及ぶ運用を経ても、東方紅1号の近地点高度はわずか13キロメートルしか下がっていないことになる。

しかし、そのような高い軌道に衛星を打ち上げるのは容易なことではありません。当初、「長征1号」の理論的根拠となった東風4号ミサイルには、高度400キロ以上の衛星を打ち上げるだけの威力はなかった。

そのため、「長征1号」は東風4号をベースにロケットを3段式にアップグレードするなど大幅な最適化が行われ、最終的に東方紅1号を指定の軌道に送り込むことに成功した。

このミッションの成功は、我が国の航空宇宙技術のその後の発展のための強固な基盤を築くことにもなりました。

中国の半世紀にわたる宇宙の旅

「東方紅1号」衛星の打ち上げが完了し、中国の宇宙への旅は始まったばかりだ。

その後の50年間、「東方紅1号」衛星プロジェクトに最初に参加した科学者たちは、彼らが探求した航空宇宙技術を活用して、より複雑な分野に深く入り込み、不可能と思われていた課題を次々と達成しました。

有人宇宙飛行から月探査、深宇宙探査ミッションまで、私たちは星の海に向かって一歩ずつ前進しています。

王希季氏は東方紅1号衛星を宇宙に運ぶための「長征1号」ロケットの技術計画を提案し、その開発を組織した。東方紅1号のミッションが完了した後、彼は再び我が国初の「回収型衛星」の最高技術責任者という重責を引き受けました。

1975年、我が国初の回収型衛星の打ち上げと回収に成功し、有人宇宙飛行の第一歩が踏み出されました。

その後、東方紅1号衛星追跡管制システムの最高技術責任者である陳芳雲氏とその協力者は共同で「双星測位システム」を提案し、これは北斗衛星航法システムの重要な理論的基礎となった。

「東方紅1号」衛星の技術リーダーの一人である斉法仁氏が、神舟宇宙船の主任技術リーダーに任命された。彼は合計4回の無人宇宙船テストと数え切れないほどの地上テストを実施しました。

2000年に2機の北斗航法実験衛星の打ち上げに成功し、中国はついに独立した衛星航法システムを手に入れた。

2003年、楊利偉を乗せた「神舟5号」が宇宙への打ち上げに成功し、中国初の本格的な有人宇宙飛行ミッションとなった。

「東方紅1号」衛星の打ち上げを指揮した「打ち上げ司令官」胡世祥氏は、当時、中国の有人宇宙計画の副司令官でもあった。彼は我が国初の衛星の打ち上げから有人宇宙飛行の成功に至るまでの歴史的過程を目の当たりにしました。

同年、「東方紅1号」の技術主任だった孫家東氏が中国の月探査プロジェクトの技術主任に就任し、我が国の宇宙への夢を低軌道からさらに広げた。

2007年、わが国初の月探査衛星「嫦娥1号」が宇宙に打ち上げられ、月周回軌道への投入と月周回飛行に成功し、わが国は正式に月探査時代に入った。

2008年、「神舟7号」が宇宙に打ち上げられ、予定の軌道に入った。中国の宇宙飛行士は初の船外活動を実施し、宇宙での船外活動の技術を習得した。

2017年、天宮2号は天舟1号とのランデブーとドッキングを完了し、中国の宇宙ステーション建設における重要な一歩を踏み出した。 2020年には嫦娥5号探査機が打ち上げられ、月のサンプルを持ち帰ることに成功した。同年、北斗3号全地球衛星ナビゲーションシステムが正式に開始されました。

ほんの数日前、東方紅1号と中国の宇宙ステーションが同一フレームに映ったビデオがインターネット上で話題になった。

この写真は、北京天文館の研究員で雑誌「天文学愛好家」の編集長でもある朱進氏と、北京天文台の天文学博士である王卓暁氏によって撮影された。清華大学で天体物理学の博士号を取得。望遠トラッキングと広角短時間露光方式を採用しています。

△左が朱瑾、右が王卓暁

その日はちょうど4月24日、東方紅1号衛星の打ち上げ日であり、朱瑾の誕生日でもあった。彼は毎年この日、東方紅1号が通過するかどうかを見に行っていた。

そして2日前、朱瑾は偶然にも中国の宇宙ステーション（天宮宇宙ステーション）と東方紅1号を同じフレームで撮影した。

写真では、東方紅1号と中国の宇宙ステーションの軌道が一緒に夜空に凍りついており、ネットユーザーからは伝説の「世紀のフレーム」とも呼ばれています。

近年の我が国の宇宙探査の進歩と影響について語る際、朱瑾氏は感慨深げにこう語った。

近年、中国の深宇宙探査、月探査、有人宇宙飛行は大きな進歩を遂げており、一部の子供たちが星空、ひいては天文学に興味を持つようになった影響もある。

我が国の航空宇宙技術がますます発展していくことを期待しています。

出典: Quantum Bit