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基本簡(jiǎn)介

簡(jiǎn)單來(lái)說人造地球衛(wèi)星是靠具有巨大推進(jìn)力的巨型多級(jí)火箭送上太空。多級(jí)火箭的工作原理并不復(fù)雜，就是把幾支單線火箭串聯(lián)或并聯(lián)在一起，構(gòu)成一個(gè)大的火箭系統(tǒng)。其中的每一級(jí)都是一支可以獨(dú)立工作的火箭，它們各自分階段地完成飛行任務(wù)。首先是*級(jí)火箭點(diǎn)火，此時(shí)整個(gè)火箭便騰空而起，當(dāng)*級(jí)的推進(jìn)耗盡時(shí)，它笨重的殼體就立即被扔掉，接著第二級(jí)開始工作，此時(shí)由于甩掉了一部分已經(jīng)無(wú)用的結(jié)構(gòu)重量，從而使整個(gè)火箭輕裝前進(jìn)，再接著第二級(jí)的殼體被拋掉，第三級(jí)點(diǎn)火……這樣一級(jí)接一級(jí)，好似接力賽一樣，越跑越輕，越跑越快。直到后一級(jí)火箭工作結(jié)束時(shí)，使裝在末級(jí)火箭前端的衛(wèi)星進(jìn)入地球軌道。

人造地球衛(wèi)星

地球?qū)χ車奈矬w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(huì)飛得越遠(yuǎn)。牛頓在思考萬(wàn)有引力定律時(shí)就曾設(shè)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(diǎn)也就一次比一次離山腳遠(yuǎn)。如果沒有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái)，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，簡(jiǎn)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(gè)衛(wèi)星里的主要儀器設(shè)備是化學(xué)能電池?zé)o線電發(fā)報(bào)機(jī)。之后，美國(guó)、法國(guó)、日本也相繼發(fā)射了人造衛(wèi)星。中國(guó)于1970年4月24日發(fā)射了東方紅1號(hào)人造衛(wèi)星，截止1992年底中國(guó)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(wù)直接有關(guān)的系統(tǒng)，也稱為有效載荷。應(yīng)用衛(wèi)星的系統(tǒng)按衛(wèi)星的各種用途包括：通信轉(zhuǎn)發(fā)器，遙感器，導(dǎo)航設(shè)備等。科學(xué)衛(wèi)星的系統(tǒng)則是各種空間物理探測(cè)、天文探測(cè)等儀器。技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的系統(tǒng)則是各種新原理、新技術(shù)、新方案、新儀器設(shè)備和新材料的試驗(yàn)設(shè)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(wù)系統(tǒng)。主要有結(jié)構(gòu)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(wú)線電測(cè)控系統(tǒng)等。對(duì)于返回衛(wèi)星，則還有返回著陸系統(tǒng)。

人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道取決于衛(wèi)星的任務(wù)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(yáng)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(lǐng)土、領(lǐng)空和地理?xiàng)l件限制，視野廣闊。能迅速與地面進(jìn)行信息交換、包括地面信息的轉(zhuǎn)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(dá)幾萬(wàn)平方千米。

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

分類

人造地球衛(wèi)星按用途可分為三大類：科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星。

（1）科學(xué)衛(wèi)星

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

人造地球衛(wèi)星

（2）技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星

技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星是進(jìn)行新技術(shù)試驗(yàn)或?yàn)閼?yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行試驗(yàn)的衛(wèi)星。航天技術(shù)中有很多新原理、新材料、新儀器，其能否使用，必須在天上進(jìn)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(shí)際“鍛煉”，試驗(yàn)成功后才能應(yīng)用；人上天之前必須*行動(dòng)物試驗(yàn)……這些都是技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的使命。

（3）應(yīng)用衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星是直接為人類服務(wù)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(dǎo)航衛(wèi)星、測(cè)地衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、截?fù)粜l(wèi)星等。

功能分類

按航天器在軌道上的功能來(lái)進(jìn)行分類，就人造地球衛(wèi)星而言，可分為觀測(cè)站、中繼站、基準(zhǔn)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(cè)站

衛(wèi)星處在軌道上，對(duì)地球來(lái)說，它站得高，看得遠(yuǎn)（視場(chǎng)大），用它來(lái)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(lái)進(jìn)行天文觀測(cè)也比地面天文觀測(cè)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(jìn)》

偵察衛(wèi)星

在各類應(yīng)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(xué)設(shè)備對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行拍照的衛(wèi)星。20?0年代以來(lái)，前蘇聯(lián)和美國(guó)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?cè)诮剀壍郎线M(jìn)行普查和詳查。

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

總之，無(wú)論對(duì)軍事戰(zhàn)略偵察，還是對(duì)軍事戰(zhàn)術(shù)偵察，偵察衛(wèi)星所提供的情報(bào)信息，起著不可忽視的作用，曾為美國(guó)和前蘇聯(lián)政策的制定和軍事行動(dòng)提供了依據(jù)。據(jù)報(bào)道，美國(guó)和前蘇聯(lián)將近70%的軍事情報(bào)來(lái)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(cè)量來(lái)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(zhuǎn)換成電信號(hào)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(fēng)等氣象要素資料。幾小時(shí)就可得到氣象資料，從而做出*天氣預(yù)報(bào)，確定臺(tái)風(fēng)中心位置和變化，預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)和其它暴。氣象衛(wèi)星對(duì)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(yàn)，發(fā)展到多學(xué)科和多領(lǐng)域的綜合應(yīng)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(cè)網(wǎng)。氣象衛(wèi)星在軍事活動(dòng)中的應(yīng)用也日益加強(qiáng)，有的國(guó)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(shí)時(shí)的或非實(shí)時(shí)的氣象資料。

隨著航天技術(shù)的進(jìn)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(yù)報(bào)的內(nèi)容和提高預(yù)報(bào)精度。同時(shí)氣象衛(wèi)星提供的云圖也將由靜態(tài)云圖向動(dòng)態(tài)云圖方向發(fā)展，這將會(huì)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(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。利用星上裝載的多光譜遙感器獲取地面目標(biāo)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(guān)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(diào)查；土地資源調(diào)查，土地利用，區(qū)域規(guī)劃；調(diào)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(yù)報(bào)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)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(zāi)害如病蟲害、森林火災(zāi)、洪水等；環(huán)境污染、海洋污染；測(cè)量水源，雪源；鐵路，公路選線，港口建設(shè)，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(jì)價(jià)值和潛在的軍事用途。

海洋衛(wèi)星

海洋是生命的搖籃和風(fēng)雨的故鄉(xiāng)，海洋與人類的密切關(guān)系正逐漸被認(rèn)識(shí)。海洋控制著自然界中水的循環(huán)和大氣運(yùn)動(dòng)，主導(dǎo)調(diào)節(jié)大陸的氣候，提供廉價(jià)的運(yùn)輸條件和高質(zhì)量的水產(chǎn)食物。海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能源和礦物資源。

人造地球衛(wèi)星

對(duì)海洋、海岸線的調(diào)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(guó)既是一個(gè)大陸國(guó)家（9 600 000km2土地），又是一個(gè)海洋國(guó)家（海岸線18 000km，擁有4 700 000km2海域，多于4 000 000km2的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)），發(fā)展海洋衛(wèi)星是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事部門之必需。

海洋衛(wèi)星的任務(wù)是海洋環(huán)境預(yù)報(bào)，包括遠(yuǎn)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(diào)查，沿岸與近海海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和監(jiān)視，災(zāi)害性海況預(yù)報(bào)和預(yù)警，海洋環(huán)境保護(hù)和*管理，海洋科學(xué)研究，以及海洋浮標(biāo)、臺(tái)站、船舶數(shù)據(jù)傳輸，海上軍事活動(dòng)等。當(dāng)然，作為觀測(cè)站的衛(wèi)星遠(yuǎn)不止以上幾種，預(yù)警衛(wèi)星、核爆炸探測(cè)衛(wèi)星、天文預(yù)測(cè)衛(wèi)星（如美國(guó)的“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡）等均屬于這一類。雖然它們的功能各有側(cè)重，但基本觀測(cè)原理都是相似的。