Xin chào các bạn, có bao giờ tự hỏi tại sao vệ tinh đầu tiên của Trung Quốc, Đông Phương Hồng 1, lại có thể bay quanh Trái Đất hàng chục năm mà không cạn nhiên liệu không?

Có lẽ bạn nghĩ rằng đó là một bí ẩn, nhưng thực ra nếu nhớ lại các bài học vật lý phổ thông, bạn sẽ thấy nó không hề khó hiểu. Lý do đơn giản là những vệ tinh như Đông Phương Hồng 1 không cần nhiên liệu để tiếp tục hoạt động trên không gian.

Đó là lý do tại sao nó đã bay suốt 47 năm qua và có thể còn kéo dài lâu hơn nữa—thậm chí có khả năng dần rời xa Trái Đất. Hãy cùng chia nhỏ vấn đề thành bốn phần dễ hiểu để giải thích hiện tượng tuyệt vời này.

1. Làm thế nào để vệ tinh được phóng vào không gian?

Trước tiên, vệ tinh được đưa vào không gian bằng các tên lửa. Hãy hình dung một tên lửa giống như chiếc xe, và vệ tinh là hành khách trên xe đó. Khi tên lửa phóng đi, nó giống như chiếc xe đang đưa hành khách tới đích. Tên lửa cần nhiên liệu để cất cánh, cũng như chiếc xe cần xăng để chạy. Sau khi đạt tới quỹ đạo mong muốn, tên lửa sẽ thả vệ tinh ra, rồi tiếp tục đốt nhiên liệu cho đến khi cạn và rơi trở lại Trái Đất. Trong khi đó, vệ tinh, giờ đã ở trong không gian, không cần thêm nhiên liệu để duy trì chuyển động.

2. Điều gì giữ vệ tinh chuyển động trong không gian?

Bây giờ, hãy đi sâu vào nguyên lý vật lý. Mỗi vật thể khi đã chuyển động đều cần một lực nào đó để tiếp tục chuyển động. Điều này gọi là quán tính. Trên Trái Đất, chúng ta có lực cản không khí và lực hút của trọng lực làm chậm các vật thể lại, vì vậy chúng ta cần bổ sung năng lượng để vượt qua những lực đó. Nhưng một khi vệ tinh đã rời khỏi khí quyển Trái Đất và vào không gian, không còn lực cản không khí nữa. Đây là yếu tố then chốt—bởi vì trong môi trường chân không của không gian, không có lực cản nào làm chậm vệ tinh. Vì vậy, khi Đông Phương Hồng 1 tách khỏi tên lửa, nó đã di chuyển với tốc độ cao. Quán tính của vệ tinh, kết hợp với việc không có lực cản không khí, cho phép nó tiếp tục chuyển động quanh Trái Đất mà không cần thêm năng lượng.

Nhưng còn có một lực quan trọng khác: trọng lực. Lực hấp dẫn của Trái Đất giữ vệ tinh luôn bị kéo về phía hành tinh, đó là lý do tại sao nó vẫn nằm trên quỹ đạo. Vì thế, mặc dù vệ tinh không cần nhiên liệu, nó dựa vào quán tính để tiếp tục chuyển động và lực hấp dẫn để duy trì quỹ đạo.

3. Hoạt động của vệ tinh và việc sử dụng nhiên liệu

Điều quan trọng là phân biệt giữa việc duy trì chuyển động của vệ tinh và việc nó thực hiện các chức năng. Đông Phương Hồng 1 được phóng lên để thực hiện một số nhiệm vụ, chẳng hạn như phát bài hát “Đông Phương Hồng” trong không gian, thử nghiệm các công nghệ vệ tinh và nghiên cứu tầng điện ly cũng như mật độ khí quyển. Để thực hiện những chức năng này, vệ tinh cần vận hành các thiết bị bên trong, và để làm điều đó, nó cần nhiên liệu.

Đông Phương Hồng 1 được thiết kế để hoạt động trong 20 ngày, với một chút nhiên liệu dự trữ để kéo dài sứ mệnh đến 28 ngày. Khi nhiên liệu cạn, nó không còn khả năng thực hiện các nhiệm vụ này, nhưng nó vẫn tiếp tục bay quanh Trái Đất. Vì vậy, mặc dù sứ mệnh của vệ tinh đã kết thúc, hành trình của nó trong không gian thì không.

4. Đông Phương Hồng 1 có bao giờ trở lại Trái Đất không?

Vậy bạn có thể thắc mắc, liệu Đông Phương Hồng 1 có quay lại Trái Đất không? Câu trả lời là không—ít nhất là không trong thời gian ngắn. Số phận của một vệ tinh chủ yếu phụ thuộc vào quỹ đạo của nó, đặc biệt là điểm gần Trái Đất nhất. Những vệ tinh bay cao hơn 500 km thường an toàn trước lực hấp dẫn kéo chúng trở lại. Điều này có nghĩa là quỹ đạo của chúng có thể kéo dài rất lâu. Đông Phương Hồng 1 bay ở độ cao thấp nhất là 429 km, và cao nhất là 2.036 km.

Tuy nhiên, không gian không phải hoàn toàn trống rỗng. Còn có các hành tinh và vật thể khác cũng có lực hấp dẫn. Vì vậy, dù Đông Phương Hồng 1 khó có khả năng trở lại Trái Đất trong thời gian gần, nhưng nó có thể dần dần lệch quỹ đạo do ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ các thiên thể khác. Theo thời gian, nó có thể di chuyển xa hơn khỏi Trái Đất. Tính đến năm 2009, quỹ đạo của nó đã thay đổi đôi chút, và đến năm 2019, nó đã di chuyển xa hơn khỏi Trái Đất.

Đông Phương Hồng 1 giữ một vị trí đặc biệt trong lịch sử Trung Quốc như vệ tinh nhân tạo đầu tiên được phóng vào không gian. Mặc dù nhiều người có thể hy vọng nó sẽ trở lại Trái Đất một ngày nào đó, điều này có lẽ sẽ không xảy ra. Thay vào đó, nó sẽ tiếp tục mang theo ước mơ của chúng ta khi trôi qua không gian bao la, mãi mãi quay quanh Trái Đất. Di sản của vệ tinh này vẫn còn như một biểu tượng cho thành tựu vũ trụ của Trung Quốc, và chúng ta có thể tự hào rằng, dù không cần nhiên liệu, nó đã bay qua không gian hơn bốn thập kỷ—một kỳ tích thực sự đáng kinh ngạc!