什么是人造地球卫星?

什么是人造地球卫星?

[拼音]：renzao diqiu weixing

[外文]：artificial earth satellite

环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器，简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星发射数量约占航天器发射总数的90％以上。完整的卫星工程系统通常由人造卫星、运载器、航天器发射场、航天控制和数据采集网以及用户台（站、网）组成。人造卫星和用户台（站、网）组成卫星应用系统，如卫星通信系统、卫星导航系统和卫星空间探测系统等。

发展概况

1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。在50年代末到60年代初期，各国发射的人造卫星主要用于探测地球空间环境和进行各种卫星技术试验。60年代中期，人造卫星开始进入应用阶段，各种应用卫星先后投入使用。从70年代起，各种新型专用卫星相继出现，性能不断提高。到1984年底，世界各国共发射了3022颗人造卫星。

美国于1958年2月1日首次发射人造地球卫星（“探险者”1号），60～70年代法国、日本也发射了本国的卫星。中国于1970年4月24日发射了人造地球卫星“东方红”1号，到1984年9月共发射了16颗不同类型的人造地球卫星（见中国航天）。

卫星种类

人造卫星按运行轨道区分为低轨道卫星、中高轨道卫星、地球同步卫星、地球静止卫星、太阳同步卫星、大椭圆轨道卫星和极轨道卫星（见人造地球卫星运行轨道）。人们更多的是按用途把人造卫星分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。

科学卫星

用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星。科学卫星使用的仪器包括望远镜、光谱仪、盖革计数器、电离计、压力测量仪和磁强计等。借助这些仪器可研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射和极光，观测太阳和其他天体。

技术试验卫星

进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中的新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料往往需要在轨道上进行试验，试验成功后才投入实用。这类卫星数量较少，但试验内容广泛，如重力梯度稳定试验，电火箭试验，生物对空间环境适应性的试验，载人飞船生命保障系统和返回系统的验证试验，交会对接试验，无线电新频段的传输试验，新遥感器的飞行试验和轨道上截击试验等。

应用卫星

直接为国民经济和军事服务的卫星。在所有人造地球卫星中其种类最多，发射数量也最多。应用卫星按用途可分为通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、截击卫星和多用途卫星等。按其是否专门用于军事目的又可分为军用卫星和民用卫星，有许多应用卫星都是军民兼用的。应用卫星主要有三大用途：

（1）无线电信号中继：这类卫星发展很快， 有“国际通信卫星”、国内通信卫星、军用通信卫星、海事卫星、 广播卫星、跟踪和数据中继卫星和搜索营救卫星。这些卫星上装有工作在各种频段的转发器和天线，它们转发来自地面、海上、空中和低轨道卫星的无线电信号，用于传输电话、电报和电视广播节目以及数据通信。这类卫星大部分运行在静止轨道上。还有一些采用大椭圆轨道，如苏联的“闪电”号通信卫星。

（2）对地观测平台：这类卫星有气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星，称为对地观测卫星。在这些卫星上装有对地观测的从紫外光到远红外光各种波长的遥感仪器或其他探测仪器，收集来自陆地、海洋、大气的各种频段的电磁波，从中提取有用的信息，分析、判断、识别被测物体的性质和所处的状态。这些卫星可以直接服务于气象、农林、地质、水利、测绘、海洋、环境污染和军事侦察等方面。这类卫星许多采用太阳同步轨道，也有使用静止轨道和其他轨道的。

（3）导航定位基准：这类卫星有导航卫星、测地卫星等。在这些卫星上装有光信标灯、激光反射器和无线电信标机、应答机等。这种卫星的空间位置、到地面的距离和运行速度都可以预先确定，因而可用作定位、导航和大地测量的基准。地面固定的或移动的物体、空中飞机和海上舰艇，都可以利用这类卫星确定自己的坐标。这类卫星的轨道大多为极轨道。

人造地球卫星基本按照天体力学规律绕地球运动。但是实际运动情况要复杂得多，主要原因是受非球形地球引力场的影响，而低轨道卫星还要受大气阻力的影响；高轨道卫星，特别是静止轨道卫星还要受日、月引力和光压的影响（见航天器轨道摄动）。卫星运动的轨道决定于卫星的任务。轨道的形状和高低取决于运载器赋予卫星的速度大小和方向。

组成

人造卫星由包含各种仪器设备的若干系统组成，这些系统可分为专用系统和保障系统两类。

专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，大致可分为探测仪器、遥感仪器和转发器三类。科学卫星使用各种探测仪器（如红外天文望远镜、宇宙线探测器和磁强计等）探测空间环境和观测天体；通信卫星经过通信转发器和通信天线传递各种无线电信号；对地观测卫星使用各种遥感器（如可见光照相机、侧视雷达、多光谱相机等）获取地球的各种信息。保障系统主要有结构系统、热控制系统、电源系统、无线电测控系统、姿态控制系统和轨道控制系统。有些卫星还装有计算机系统，用以处理、协调和管理各分系统的工作。返回型卫星还有返回着陆系统，它由制动火箭、降落伞和信标机组成。

卫星应用

人造卫星观测天体不受大气层的阻挡，它可以接收来自天体的全部电磁波辐射，实现全波段天文观测。人造卫星的飞行速度高，一天绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取地球的大量信息，这是地面勘察和航空摄影无法比拟的。人造卫星在几百公里以上高度飞行，不受领土、领空、地理和气候条件限制，视野广阔。一张地球资源卫星照片拍摄的面积达几万平方公里，在静止轨道上卫星可以“看到”百分之四十的地球表面，这对通信非常有利，可实现全球范围的信息传递和交换。人造卫星能飞越地球任何地区，特别是人迹罕至的原始森林、沙漠、深山、海洋和南北两极，并对地下矿藏、海洋资源和地层断裂带等进行观测。因此人造卫星可用于天文观测、空间物理探测、全球通信、电视广播、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量、搜索营救等方面。