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基本簡介

簡單來說人造地球衛(wèi)星是靠具有巨大推進力的巨型多級火箭送上太空。多級火箭的工作原理并不復雜，就是把幾支單線火箭串聯(lián)或并聯(lián)在一起，構成一個大的火箭系統(tǒng)。其中的每一級都是一支可以獨立工作的火箭，它們各自分階段地完成飛行任務。首先是*級火箭點火，此時整個火箭便騰空而起，當*級的推進耗盡時，它笨重的殼體就立即被扔掉，接著第二級開始工作，此時由于甩掉了一部分已經(jīng)無用的結構重量，從而使整個火箭輕裝前進，再接著第二級的殼體被拋掉，第三級點火……這樣一級接一級，好似接力賽一樣，越跑越輕，越跑越快。直到后一級火箭工作結束時，使裝在末級火箭前端的衛(wèi)星進入地球軌道。

人造地球衛(wèi)星

地球對周圍的物體有引力的作用，因而拋出的物體要落回地面。但是，拋出的初速度越大，物體就會飛得越遠。牛頓在思考萬有引力定律時就曾設想過，從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是發(fā)射數(shù)量多，用途較廣，發(fā)展較快的航天器。1957年10月4日蘇聯(lián)發(fā)射了世界上*顆人造衛(wèi)星。這個衛(wèi)星里的主要儀器設備是化學能電池無線電發(fā)報機。之后，美國、法國、日本也相繼發(fā)射了人造衛(wèi)星。中國于1970年4月24日發(fā)射了東方紅1號人造衛(wèi)星，截止1992年底中國共成功發(fā)射33顆不同類型的人造衛(wèi)星。

人造衛(wèi)星一般由系統(tǒng)和保障系統(tǒng)組成。系統(tǒng)是指與衛(wèi)星所執(zhí)行的任務直接有關的系統(tǒng)，也稱為有效載荷。應用衛(wèi)星的系統(tǒng)按衛(wèi)星的各種用途包括：通信轉發(fā)器，遙感器，導航設備等?？茖W衛(wèi)星的系統(tǒng)則是各種空間物理探測、天文探測等儀器。技術試驗衛(wèi)星的系統(tǒng)則是各種新原理、新技術、新方案、新儀器設備和新材料的試驗設備。保障系統(tǒng)是指保障衛(wèi)星和系統(tǒng)在空間正常工作的系統(tǒng)，也稱為服務系統(tǒng)。主要有結構系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、熱控制系統(tǒng)、姿態(tài)控制和軌道控制系統(tǒng)、無線電測控系統(tǒng)等。對于返回衛(wèi)星，則還有返回著陸系統(tǒng)。

人造衛(wèi)星的運動軌道取決于衛(wèi)星的任務要求，區(qū)分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、太陽同步軌道，大橢圓軌道和極軌道。人造衛(wèi)星繞地球飛行的速度快，低軌道和中高軌道衛(wèi)星一天可繞地球飛行幾圈到十幾圈，不受領土、領空和地理條件限制，視野廣闊。能迅速與地面進行信息交換、包括地面信息的轉發(fā)，也可獲取地球的大量遙感信息，一張地球資源衛(wèi)星圖片所遙感的面積可達幾萬平方千米。

在衛(wèi)星軌道高度達到35800千米，并沿地球赤道上空與地球自轉同一方向飛行時，衛(wèi)星繞地球旋轉周期與地球自轉周期*相同，相對位置保持不變。此衛(wèi)星在地球上看來是靜止地掛在高空，稱為地球靜止軌道衛(wèi)星，簡稱靜止衛(wèi)星，這種衛(wèi)星可實現(xiàn)衛(wèi)星與地面站之間的不間斷的信息交換，并大大簡化地面站的設備。絕大多數(shù)通過衛(wèi)星的電視轉播和轉發(fā)通信是由靜止通信衛(wèi)星實現(xiàn)的。

分類

人造地球衛(wèi)星按用途可分為三大類：科學衛(wèi)星、技術試驗衛(wèi)星、應用衛(wèi)星。

（1）科學衛(wèi)星

科學衛(wèi)星是用于科學探測和研究的衛(wèi)星，主要包括空間物理探測衛(wèi)星和天文衛(wèi)星，用來研究高層大氣、地球輻射帶、地球磁層、宇宙線、太陽輻射等，并可以觀察其他星體。

人造地球衛(wèi)星

（2）技術試驗衛(wèi)星

技術試驗衛(wèi)星是進行新技術試驗或為應用衛(wèi)星進行試驗的衛(wèi)星。航天技術中有很多新原理、新材料、新儀器，其能否使用，必須在天上進行試；一種新衛(wèi)星的性能如何，也只有把它發(fā)射到天上去實際“鍛煉”，試驗成功后才能應用；人上天之前必須*行動物試驗……這些都是技術試驗衛(wèi)星的使命。

（3）應用衛(wèi)星

應用衛(wèi)星是直接為人類服務的衛(wèi)星，它的種類多，數(shù)量大，其中包括：通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、測地衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、截擊衛(wèi)星等。

功能分類

按航天器在軌道上的功能來進行分類，就人造地球衛(wèi)星而言，可分為觀測站、中繼站、基準站和軌道武器四類。每一類又包括了各種不同用途的航天器。

觀測站

衛(wèi)星處在軌道上，對地球來說，它站得高，看得遠（視場大），用它來觀察地球是非常有利的。此外，由于衛(wèi)星在地球大氣層以外不受大氣的各種干擾和影響，所以用它來進行天文觀測也比地面天文觀測站更加有利。屬于這種功能的衛(wèi)星有下列幾種典型的用途。

朱宣咸作品《并肩前進》

偵察衛(wèi)星

在各類應用衛(wèi)星中偵察衛(wèi)星發(fā)射得早（1959年發(fā)射），發(fā)射的數(shù)量也多。偵察衛(wèi)星有照相偵察和電子偵察衛(wèi)星兩種。

照相偵察衛(wèi)星是用光學設備對地面目標進行拍照的衛(wèi)星。20?0年代以來，前蘇聯(lián)和美國每年發(fā)射的衛(wèi)星中，約有1/3的衛(wèi)星用于各種形式的照相偵察，它們在近地軌道上進行普查和詳查。

電子偵察衛(wèi)星利用星載電子設備截獲空間傳播的電磁波，并轉發(fā)到地面，通過分析和破譯，獲得敵方的情報。電子偵察的目的是確定他方的飛機、雷達等系統(tǒng)的位置和特征參數(shù)，竊聽他方的無線電和微波通信。電子偵察衛(wèi)星以無線電探測和記錄設備完成這些使命。

總之，無論對軍事戰(zhàn)略偵察，還是對軍事戰(zhàn)術偵察，偵察衛(wèi)星所提供的情報信息，起著不可忽視的作用，曾為美國和前蘇聯(lián)政策的制定和軍事行動提供了依據(jù)。據(jù)報道，美國和前蘇聯(lián)將近70%的軍事情報來源于偵察衛(wèi)星。

氣象衛(wèi)星

氣象衛(wèi)星利用所攜帶的各種氣象遙感器，接收和測量來自地球、海洋和大氣的可見光輻射、紅外線輻射和微波輻射信息，再將它們轉換成電信號傳送給地面接收站。氣象人員根據(jù)收集的信息，經(jīng)過處理，得出大氣溫度、濕度、風等氣象要素資料。幾小時就可得到氣象資料，從而做出*天氣預報，確定臺風中心位置和變化，預報臺風和其它暴。氣象衛(wèi)星對于保證航海和航空的安全，保證農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)，都有很大作用。

氣象衛(wèi)星已由單純的氣象試驗，發(fā)展到多學科和多領域的綜合應用；由低軌道系統(tǒng)，發(fā)展到高軌道系統(tǒng)，形成了氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)。氣象衛(wèi)星在軍事活動中的應用也日益加強，有的國家已建立了性的軍事氣象資料的收集系統(tǒng)，向軍事單位提供實時的或非實時的氣象資料。

隨著航天技術的進一步發(fā)展，氣象遙感器將向多樣化、高精度方向發(fā)展，大大豐富氣象預報的內容和提高預報精度。同時氣象衛(wèi)星提供的云圖也將由靜態(tài)云圖向動態(tài)云圖方向發(fā)展，這將會引起氣象衛(wèi)星發(fā)展的一次重大突破。

地球資源衛(wèi)星

資源衛(wèi)星是在偵察衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星的基礎上發(fā)展而來的。利用星上裝載的多光譜遙感器獲取地面目標輻射和反射的多種波段的電磁波，然后把它傳送到地面，再經(jīng)過處理，變成關于地球資源的有用資料。它們包括地面的和地下的，陸地的和海洋的等等。

地球資源衛(wèi)星可廣泛用于：地下礦藏、海洋資源和地下水源調查；土地資源調查，土地利用，區(qū)域規(guī)劃；調查農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和水利資源合理規(guī)劃管理；預報農(nóng)作物長勢和收成；研究自然植物的生成和地貌；考查和監(jiān)視各種自然災害如病蟲害、森林火災、洪水等；環(huán)境污染、海洋污染；測量水源，雪源；鐵路，公路選線，港口建設，海岸利用和管理，城市規(guī)劃。地球資源衛(wèi)星具有重大的經(jīng)濟價值和潛在的軍事用途。

海洋衛(wèi)星

海洋是生命的搖籃和風雨的故鄉(xiāng)，海洋與人類的密切關系正逐漸被認識。海洋控制著自然界中水的循環(huán)和大氣運動，主導調節(jié)大陸的氣候，提供廉價的運輸條件和高質量的水產(chǎn)食物。海洋中蘊藏著巨大的能源和礦物資源。

人造地球衛(wèi)星

對海洋、海岸線的調查、研究、利用和開發(fā)，雖然可以利用氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星獲得一些資料和數(shù)據(jù)，但不解決根本問題，例如資源衛(wèi)星遙感器波段主要在可見光和近紅外波段，而海洋遙感器波段主要在紅外和微波波段。中國既是一個大陸國家（9 600 000km2土地），又是一個海洋國家（海岸線18 000km，擁有4 700 000km2海域，多于4 000 000km2的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)），發(fā)展海洋衛(wèi)星是國民經(jīng)濟和軍事部門之必需。

海洋衛(wèi)星的任務是海洋環(huán)境預報，包括遠洋船舶的佳航線選擇，海洋漁群分析，近海與沿岸海洋資源調查，沿岸與近海海洋環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)視，災害性海況預報和預警，海洋環(huán)境保護和*管理，海洋科學研究，以及海洋浮標、臺站、船舶數(shù)據(jù)傳輸，海上軍事活動等。當然，作為觀測站的衛(wèi)星遠不止以上幾種，預警衛(wèi)星、核爆炸探測衛(wèi)星、天文預測衛(wèi)星（如美國的“哈勃”太空望遠鏡）等均屬于這一類。雖然它們的功能各有側重，但基本觀測原理都是相似的。