创世科技巨作

第三节　创世科技巨作——人造卫星

卫星，就是宇宙中所有围绕行星轨道运行的天体。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。如，月亮环绕着地球旋转，那么，月亮就是地球的卫星。但月亮称作是地球的天然卫星，与天然卫星相对的则是人造卫星。

“人造卫星”就是人类“人工制造的卫星”，是创世科技的巨作。科学家用火箭把人造卫星发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转的人造卫星，就叫那颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。

人造卫星

人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器、遥感器、导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统，主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。人造卫星能够成功执行预定任务，除卫星本身的各种系统外，还需要根据任务的不同而加设各种专用系统。一般一个完整的卫星工程系统主要包括：发射场系统、运载火箭系统、卫星系统、测控系统、卫星应用系统、回收区系统。

人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔，能迅速与地面进行信息交换，包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。

在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来就是静止地挂在高空的，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信都是由静止通信卫星实现的。

世界第一颗人造卫星

人造卫星为什么能环绕地球飞行而不会掉下来呢？根据物理学原理，当物体做圆周运动时，会产生一种离心力，此离心力的大小与转速平方成正比。因此，其速度越大，离心力则越强；当离心力与地心引力平衡时，物体即可环绕地球不停地运转；当飞行速度大于地心引力时，飞行物就会不停飞行，而不会掉落。所以，人造卫星的飞行速度都必须是大于或平衡于地心引力的，此时，它也就围绕地球飞行而不掉落了。人造卫星是个兴旺的家族，按其用途，可分为三大类：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。科学卫星是用于科学探测和研究的，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射等，并可以观测其他星体。技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星，主要用于试验航天技术中的新原理、新材料、新仪器及某颗新卫星的性能等。应用卫星是直接为人类服务的卫星，种类繁多，其中包括：通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星等。

中国第一颗人造卫星

1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。该卫星的球体直径为55厘米，距地面的最大高度为900千米，绕地球一周需1小时35分，用两个频道连续发送信号。这颗卫星重83千克，比美国准备在第二年初发射的卫星重8倍。这是世界上第一颗人造地球卫星，它的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。之后，美国、法国、日本等国也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日成功发射了“东方红一号”人造卫星，成为世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。截至2000年10月，中国共研制并发射了47颗不同类型的人造地球卫星，飞行成功率达90%以上。