本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
審核
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衛(wèi)星是指在圍繞一顆行星軌道并按閉合軌道做周期性運行的天然天體,人造衛(wèi)星一般亦可稱為衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是由人類建造,以太空飛行載具如火箭、航天飛機(jī)等發(fā)射到太空中,像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其它行星的裝置。往往氣體行星的衛(wèi)星都很多。九大行星共有衛(wèi)星60個,除水星和金星外,其它行星都有衛(wèi)星環(huán)繞。按衛(wèi)星多少的排名順序是土星18個,天王星17個,木星16個,海王星8個,火星2個,冥王星和地球各1個。不同衛(wèi)星的體積和質(zhì)量相差懸殊,半徑大于1000km的衛(wèi)星有7個,月球即為其一。
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- 中文名
- 衛(wèi)星
- 外文名
- Satellite
- 別 稱
- 人造地球
- 分 類
- 天體
- 拼 音
- Wei Xing
目錄
- 1 衛(wèi)星簡述
- 2 衛(wèi)星系形成
- 3 衛(wèi)星的特點
- 4 衛(wèi)星的作用
- 5 衛(wèi)星的分類
- 6 太陽系衛(wèi)星
- 7 人造衛(wèi)星
- 8 各國發(fā)展
- 9 中國人造衛(wèi)星
- 10 廢舊人造衛(wèi)星
- 11 太空垃圾危害
- 12 相關(guān)新聞
衛(wèi)星衛(wèi)星簡述
編輯衛(wèi)星是環(huán)繞一顆行星按閉合軌道做周期性運行的天體。不過,如果兩個天體質(zhì)量相當(dāng),它們所形成的系統(tǒng)一般稱為雙行星系統(tǒng),而不是一顆行星和一顆天然衛(wèi)星。通常,兩個天體的質(zhì)量中心都處于行星之內(nèi)。因此,有天文學(xué)家認(rèn)為冥王星與冥衛(wèi)一應(yīng)該歸類為雙行星,但2005年發(fā)現(xiàn)兩顆新的冥衛(wèi),又使問題復(fù)雜起來。
月球就是最明顯的天然衛(wèi)星的例子。在太陽系里,除水星和金星外,其他行星都有天然衛(wèi)星。太陽系已知的天然衛(wèi)星總數(shù)(包括構(gòu)成行星環(huán)的較大的碎塊)至少有160顆。天然衛(wèi)星是指環(huán)繞行星運轉(zhuǎn)的星球,而行星又環(huán)繞著恒星運轉(zhuǎn)。就比如在太陽系中,太陽是恒星,我們地球及其它行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn),月亮、土衛(wèi)一、天衛(wèi)一等星球則環(huán)繞著我們地球及其它行星運轉(zhuǎn),這些星球就叫做行星的天然衛(wèi)星。土星的天然衛(wèi)星第二多,已知62顆。。木星的天然衛(wèi)星最多,其中63顆已得到確認(rèn),至少有6顆尚待證實。天然衛(wèi)星的大小不一,彼此差別很大。其中一些直徑只有幾千米大,例如,火星的兩個小月亮,還有木星,土星,天王星外圍的一些小衛(wèi)星。還有幾個卻比水星還大,例如,土衛(wèi)六、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四,它們的直徑都超過5200千米
[2]
。
太陽系內(nèi)最大的衛(wèi)星(超過3000公里)包括地球的衛(wèi)星月球、木星的伽利略衛(wèi)星木衛(wèi)一(埃歐)、木衛(wèi)二(歐羅巴)、木衛(wèi)三(蓋尼米德)、木衛(wèi)四(卡利斯多)、土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六(泰坦),以及海王星捕獲的衛(wèi)星海衛(wèi)一(特里同)。更小的衛(wèi)星參見各個相關(guān)行星條目。
這里是以直徑和所環(huán)繞星體劃分的一個太陽系衛(wèi)星分類表,最右一列也列出了部分的小行星,行星及柯伊伯帶天體用于對比。由于表格空間有限,凡中文名超過三字的衛(wèi)星均以數(shù)字表示,中文名三字及以下的按正式命名列出。
注一:1. 柯伊伯帶天體亡神星的衛(wèi)星;2. 柯伊伯帶天體Salacia的衛(wèi)星;3. 柯伊伯帶天體創(chuàng)神星的衛(wèi)星;4. 柯伊伯帶天體堤豐的衛(wèi)星;5. 小行星司賦星的衛(wèi)星;6. 小行星林神星的衛(wèi)星;7. 小行星Eugenia的衛(wèi)星;8. 小行星243 Ida的衛(wèi)星
注二:堤豐的英文名為Typhon
注三:Sila–Nunam、Ceto-Phorcys、Patroclus-Menoetius、Logos-Zoe以及Antiope-S/2000(90)1這些雙星系統(tǒng)未作為衛(wèi)星列入
而隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,人類研制出了各種人造衛(wèi)星,這些人造衛(wèi)星和天然衛(wèi)星
一樣,也繞著行星(大部分是地球)運轉(zhuǎn)。人造衛(wèi)星的概念可能始于1870年。第一顆被正式送入軌道的人造衛(wèi)星是前蘇聯(lián)1957年發(fā)射的人衛(wèi)1號。從那時起,已有數(shù)千顆環(huán)繞地球飛行。人造衛(wèi)星還被發(fā)射到環(huán)繞金星、火星和月亮的軌道上。人造衛(wèi)星用于科學(xué)研究,而且在近代通訊、天氣預(yù)報、地球資源探測和軍事偵察等方面已成為一種不可或缺的工具。
自1957年前蘇聯(lián)將世界第一顆人造衛(wèi)星送入環(huán)地軌道以來,人類已經(jīng)向浩瀚的宇宙中發(fā)射了大量的飛行器。據(jù)美國一個名為“關(guān)注科學(xué)家聯(lián)盟”的組織公布的最新全世界衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫顯示,正在環(huán)繞地球飛行的共有795顆各類衛(wèi)星,而其中一半以上屬于世界上唯一的超級大國美國,它所擁有的衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)超過了其他所有國家擁有數(shù)量的總和,達(dá)413顆,軍用衛(wèi)星更是達(dá)到了四分之一以上。
衛(wèi)星衛(wèi)星系形成
編輯衛(wèi)星系的角動量的來源,和行星自轉(zhuǎn)的角動量的來源是一樣的,不過,當(dāng)考慮到衛(wèi)星的形成問題時,必須像分析行星系的形成過程那樣來分析它;首先,行星系的原始星胚在收縮過程中,由于和行星系形成時一樣的原因,會形成一個轉(zhuǎn)動的球體,這個球體在向自身的引力中心收縮中,逐漸變成扁平的星云盤,在星云盤的中央部分,形成行星本體,而在星云盤的外圍部分,則形成衛(wèi)星,分兩種情況考慮。
衛(wèi)星衛(wèi)星的特點
編輯不會發(fā)光
圍繞行星運轉(zhuǎn)
隨行星圍繞恒星運轉(zhuǎn)
衛(wèi)星衛(wèi)星的作用
編輯要說作用,天然衛(wèi)星是宇宙中自然形成的,不好說它有什么作用。當(dāng)然,月亮是地球的天然衛(wèi)星,它可以平衡地球自轉(zhuǎn),穩(wěn)定地軸,控制潮汐,可以用來觀察時間等,還可以想象出很多美麗的傳說。人造衛(wèi)星的用途很廣泛,有的裝有照相設(shè)備,用對地面進(jìn)行照相、偵察,調(diào)查資源,監(jiān)測地球氣候和污染等;有的裝有天文觀測設(shè)備,用來進(jìn)行天文觀測;有的裝有通信轉(zhuǎn)播設(shè)備,用來轉(zhuǎn)播廣播、電視、數(shù)據(jù)通訊、電話等通訊訊號;有的裝有科學(xué)研究設(shè)備,可以用來進(jìn)行科研及空間無重力條件下的特殊生產(chǎn)。
[3]
總之,人造衛(wèi)星因研制、生產(chǎn)、使用者的目的不同而有不同的用途。
衛(wèi)星衛(wèi)星的分類
編輯衛(wèi)星按它所圍繞的行星可分為地球衛(wèi)星或其他星球的衛(wèi)星。按來源分,地球衛(wèi)星又可分為天然衛(wèi)星和人造地球衛(wèi)星。
行星的衛(wèi)星
地球
| 火星
| 木星
| 總計
| ||||||
衛(wèi)星
| 0
| 0
| 1
| 2
| 66
| 62
| 27
| 13
| 171
|
母星
| 衛(wèi)星代號
| 國際命名
| 中文名稱
| 發(fā)現(xiàn)日期
| 備注
|
---|---|---|---|---|---|
地球
| Earth I
| Moon
| 月球
| -
| |
火星
| Mars I
| Phobos
| 1877年8月18日
| ||
火星
| Mars II
| Deimos
| 1877年8月12日
| ||
木星
| Jupiter I
| Io
| 1610年1月7日
| ||
木星
| Jupiter II
| Europa
| 1610年1月7日
| ||
木星
| Jupiter III
| Ganymede
| 1610年1月11日
| ||
木星
| Jupiter IV
| Callisto
| 1610年1月7日
| ||
木星
| Jupiter V
| Amalthea
| 1892年9月9日
| ||
Saturn I
| Mimas
| 1789年9月17日
| |||
Saturn II
| Enceladus
| 1789年8月28日
| |||
Saturn III
| Tethys
| 1684年3月21日
| 有2顆特洛依衛(wèi)星
| ||
Saturn IV
| Dione
| 1684年3月21日
| 有2顆特洛依衛(wèi)星
| ||
Saturn V
| Rhea
| 1672年12月23日
| |||
Saturn VI
| Titan
| 1655年3月25日
| |||
Saturn VII
| Hyperion
| 1848年9月16日
| |||
Saturn VIII
| Iapetus
| 1671年10月25日
| |||
Saturn IX
| Phoebe
| 1898年8月16日
| |||
Uranus I
| Ariel
| 1851年10月24日
| |||
Uranus II
| Umbriel
| 1851年10月24日
| |||
Uranus III
| Titania
| 1787年1月11日
| |||
Uranus IV
| Oberon
| 1787年1月11日
| |||
Neptune I
| Triton
| 1846年10月10日
|
矮行星的衛(wèi)星
母星
| 母星分類
| 衛(wèi)星代號
| 國際命名
| 中文名稱
| 發(fā)現(xiàn)日期
|
---|---|---|---|---|---|
Pluto I
| Charon
| 1978年4月13日
| |||
Pluto II
| Nix
| 2005年5月15日
| |||
Pluto III
| Hydra
| 2005年5月15日
| |||
Pluto IV
| S/2011 P 1
| 2011年6月28日
| |||
Pluto V
| S/2012 P 1
| 2012年6月26日
| |||
Eris I
| Dysnomia
| 2005年9月10日
| |||
Haumea I
| Hi'iaka
| 2005年1月26日
| |||
Haumea II
| Namaka
| 2005年6月30日
|
小行星的衛(wèi)星
母星
| 母星分類
| 衛(wèi)星代號
| 國際命名
| 中文名稱
| 發(fā)現(xiàn)日期
| 備注
|
---|---|---|---|---|---|---|
(22) Kalliope I
| Linus
| en:林諾斯
| 2001年8月29日
| |||
(45) Eugenia I
| Petit-Prince
| en:小王子
| 1998年11月1日
| |||
S/2004 (45) 1
| -
| S/2000 (90) 1
| 2004年2月
| |||
(87) Sylvia I
| Romulus
| en:羅穆盧斯
| 2001年2月18日
| |||
(87) Sylvia II
| Remus
| en:瑞摩斯
| 2004年8月9日
| |||
S/2000 (90) 1
| -
| S/2000 (90) 1
| 2000年8月10日
| |||
en:伊達(dá)
| (243) Ida I
| Dactyl
| en:達(dá)克季
| 1993年8月28日
| 第一個發(fā)現(xiàn)的小行星的衛(wèi)星
| |
en:帕特羅克洛斯
| 木星特洛依群
| (617) Patroclus I
| Menoetius
| 2001年
| ||
阿波羅群
| S/2005 (1862) 1
| -
| S/2005 (1862) 1
| 2005年10月29日
| ||
en:堤豐
| 半人馬群或
外海王星天體 | (42355) Typhon I
| Echidna
| 2006年1月20日
| ||
S/2007 (50000) 1
| Weywot
| en:維沃特
| 2006年2月14日
| |||
en:邏各斯
| (58534) Logos I
| Zoe
| 佐耶
| 2001年11月17日
| ||
半人馬群或
外海王星天體 | (65489) Ceto I
| Phorcys
| 2006年4月11日
| |||
en:得哈魯希阿瓦戈
| (88611) Teharonhiawako I
| Sawiskera
| en:扎維斯克拉
| 2001年10月11日
| ||
S/2007 (90482) 1
| -
| S/2007 (90482) 1
| 2005年11月13日
| |||
小行星136108
| S/2005 (136108) 1
| -
| S/2005 (136108) 1
| 2005年1月28日
| ||
小行星136108
| S/2005 (136108) 2
| -
| S/2005 (136108) 1
| 2005年6月30日
|
衛(wèi)星太陽系衛(wèi)星
編輯太陽系內(nèi)最大的衛(wèi)星(超過3000公里)包括地球的衛(wèi)星月球、木星的伽利略衛(wèi)星木衛(wèi)一(伊俄)、木衛(wèi)二(歐羅巴)、木衛(wèi)三(蓋尼米得)、木衛(wèi)四(卡利斯托)、土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六(泰坦),以及海王星捕獲的衛(wèi)星海衛(wèi)一(特賴登)。
衛(wèi)星人造衛(wèi)星
編輯人造衛(wèi)星是個興旺的家族,如果按用途分,它可分為三大類:科學(xué)衛(wèi)星,技術(shù)試驗衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星。科學(xué)衛(wèi)星是用于科學(xué)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,用來研究某星球的大氣、輻射帶、磁層、宇宙線、太陽輻射等,并可以觀測其他星體,目前世界上大多數(shù)的人造衛(wèi)星為人造地球衛(wèi)星,另外有人造火星衛(wèi)星等人造衛(wèi)星。
1957年10月4日,前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一個人造地球衛(wèi)星。
隨后美國、法國、日本都相繼發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。
1970年4月24日,中國自行設(shè)計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”,由“長征一號”運載火箭一次發(fā)射成功。衛(wèi)星運行軌道距地球最近點439公里,最遠(yuǎn)點2384公里,軌道平面和地球赤道平面的夾角68.5度,繞地球一周114分鐘。衛(wèi)星重173公斤,用20009兆周的頻率,播送《東方紅》樂曲。
中國的人造衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)規(guī)劃
《國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)的出臺將對產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成很強(qiáng)的推動作用,而在衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)接下來的發(fā)展過程中,龍頭企業(yè)將成為衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主力軍。隨著我國科技實力的日益提升,衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)也將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。
《規(guī) 劃》已經(jīng)國務(wù)院同意,并予以印發(fā)。《規(guī)劃》提出,到2020年,我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模和國際化水平大幅提升,產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過 4000億元,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其兼容產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在大眾消費市場逐步推廣普及,對國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場的貢獻(xiàn)率達(dá) 到60%,重要應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到80%以上,在全球市場具有較強(qiáng)的國際競爭力。
中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會此前發(fā)布的《中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》也指出,到2015年中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將超過2250億元人民幣,其中北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)陸路交通應(yīng)用年市場銷售額將超過65億元。
觀研天下分析師還表示,4000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將使衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)成為接下來新的投資的熱點行業(yè)。包括衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、汽車應(yīng)用、相關(guān)原材料生產(chǎn)和供應(yīng)商都將因此獲益。隨著《規(guī)劃》的落實,對于相關(guān)板塊的上市公司的中長期發(fā)展將起到重要作用。
對 于海外市場的開拓,《規(guī)劃》指出,積極實施“走出去”戰(zhàn)略,加大北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)境外應(yīng)用推廣力度,鼓勵有條件的企業(yè)在境外建立研發(fā)中心和營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò), 大力開拓國際市場,同時鼓勵國外企業(yè)開發(fā)利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng);構(gòu)建完善產(chǎn)業(yè)國際化發(fā)展支撐體系,提升全球化發(fā)展服務(wù)保障能力。
人造地球衛(wèi)星簡介
概述
人造地球衛(wèi)星指用運載火箭發(fā)射到高空并使其沿著一定軌道環(huán)繞地球運行的宇宙飛行器。衛(wèi)星的外貌千姿百態(tài),有球形、多面形、圓柱形、棱柱形,還有像啞鈴、皇冠、蝴蝶和大鵬等形狀的。
人造地球衛(wèi)星用途廣、種類繁多,有太空“信使”通信衛(wèi)星、太空“遙感器”地球資源衛(wèi)星、太空“氣象站”氣象衛(wèi)星、太空“向?qū)А?a target=_blank href="/item/%E5%AF%BC%E8%88%AA%E5%8D%AB%E6%98%9F">導(dǎo)航衛(wèi)星、太空“間諜”偵察衛(wèi)星、太空“廣播員”廣播衛(wèi)星、太空“測繪員”測地衛(wèi)星、太空“千里眼”天文衛(wèi)星等,組成一個龐大的“衛(wèi)星世家”。人造地球衛(wèi)星具有對地球進(jìn)行全方位觀測的能力,其最大特點是居高臨下,俯視面大。一顆運行在赤道上空軌道的衛(wèi)星可以覆蓋地球表面1.63億平方公里的面積,比一架8000米高空偵察機(jī)所覆蓋的面積多5600多倍。因此,對完成通信、偵察、導(dǎo)航等任務(wù)來說,它具有其他手段無法比擬的優(yōu)勢。
組成
人造衛(wèi)星一般由專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)組成。專用系統(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)星的專用系統(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??茖W(xué)衛(wèi)星的專用系統(tǒng)則是各種空間物理探測、天文探測等儀器。技術(shù)試驗衛(wèi)星的專用系統(tǒng)則是各種新原理、新技術(shù)、新方案、新儀器設(shè)備和新材料的試驗設(shè)備。保障系統(tǒng)是指保障衛(wèi)星和專用系統(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)。
軌道
人造衛(wèi)星的運動軌道取決于衛(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)空和地理條件限制,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,衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期完全相同,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(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)星實現(xiàn)的。
分類
在這些發(fā)射成功的衛(wèi)星中,包括科技實驗考察、通信、氣象、導(dǎo)航、地球資源、軍事偵察、海洋監(jiān)視、早期預(yù)警,數(shù)據(jù)中繼、軍用測地等用途的衛(wèi)星。它們在各自領(lǐng)域大顯神通,使人類傳統(tǒng)文明和軍事技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。
另據(jù)專家1989年底統(tǒng)計,在已發(fā)射成功的各類衛(wèi)星中,除去軍用和科研實驗用以外,民用的通信、廣播、氣象、導(dǎo)航及地球資源衛(wèi)星共計1093顆,占各國發(fā)射總數(shù)的27.6%。其中通信和廣播衛(wèi)星共658顆、氣象衛(wèi)星163顆、導(dǎo)航衛(wèi)星239顆、地球資源衛(wèi)星33顆。這些衛(wèi)星的工作壽命都很有限,大部分為1~2年,最長的不超過10年。按設(shè)計壽命統(tǒng)計,仍在軌道上工作的應(yīng)用衛(wèi)星并不很多。實際上1983年以前發(fā)射的應(yīng)用衛(wèi)星已基本上停止工作。經(jīng)常保持在軌道上正常工作的約為200顆左右,最多時不超過400顆。
至1992年已經(jīng)有20多個國家為宇宙大家庭增添了這類新成員4000多個,占各類航天器發(fā)射總數(shù)的90%,中國也為宇宙這個大家庭新添了33個新伙伴。擁有自行研制和發(fā)射人造衛(wèi)星能力的國家已有8個(俄、美、法、日、中、英、印度和以色列),20多個國家和地區(qū)擁有自己研制的衛(wèi)星,100多個國家和地區(qū)成了國際通信衛(wèi)星組織的成員。
價值
人造地球衛(wèi)星在軍事和經(jīng)濟(jì)上具有重要價值,因此發(fā)展最快,數(shù)量也很大。應(yīng)用衛(wèi)星按用途分類,有廣播、電視、電話使用的通信衛(wèi)星;有觀察天氣變化的氣象衛(wèi)星;有對地面物體進(jìn)行導(dǎo)航定位的導(dǎo)航定位衛(wèi)星;有地球資源探測衛(wèi)星,海洋衛(wèi)星等。按軌道的高低來分類,有36000公里的高軌道地球同步衛(wèi)星;200~300公里的低軌道衛(wèi)星(如軍事偵察衛(wèi)星)。也可按軍事和民用衛(wèi)星來劃分。國際通信衛(wèi)星已發(fā)展到第8代,一顆衛(wèi)星的通信能力可達(dá)幾萬條的話路,工作壽命長達(dá)10年以上,世界上跨洋通信幾乎由通信衛(wèi)星所替代。有代表性的資源衛(wèi)星有2個:一個是美國的陸地衛(wèi)星,另一個是法國斯波特衛(wèi)星。這兩種衛(wèi)星是當(dāng)代國際上比較先進(jìn)的地球資源衛(wèi)星。它們的地面分辨目標(biāo)能力分別為30米和10米。它們都有多譜段的遙感能力,具有鑒別地面上每一種目標(biāo)的特別功能。
氣象衛(wèi)星有兩種:一種是極地軌道衛(wèi)星,是通過南北極軌道的衛(wèi)星,軌道高度900公里,可飛經(jīng)地球的每個地區(qū),能觀察到全球的云圖變化。這種衛(wèi)星的分辨率通常為1公里;另一種氣象衛(wèi)星是靜止軌道衛(wèi)星,它是懸在赤道上空,固定在某個地區(qū),24小時不停地觀察本地區(qū)的云圖變化。世界上發(fā)射的4000多顆衛(wèi)星中,大部分為軍事衛(wèi)星,這里面包括偵察衛(wèi)星、導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星和軍事氣象衛(wèi)星。海灣戰(zhàn)爭中,美國曾動用了50顆衛(wèi)星參加作戰(zhàn)。美國的“大鳥”高分辨率偵察衛(wèi)星,有兩種功能:一是對地面目標(biāo)進(jìn)行拍照,再用回收倉以膠卷的形式送回地面;另一功能是以電視的形式將圖象直接傳輸?shù)降孛妫直媛屎芨?,?米。前蘇聯(lián)也有類似的系統(tǒng),與美國的技術(shù)水平相當(dāng)。
工作原理
人造衛(wèi)星的工作主要由軌道參數(shù)來確定。主要衛(wèi)星軌道參數(shù)包括,近地點、遠(yuǎn)地點、周期和傾角。近地點和遠(yuǎn)地點限定衛(wèi)星的軌道高度。衛(wèi)星軌道高度又表明衛(wèi)星的使命。60年代發(fā)射的核爆炸探測衛(wèi)星的軌道高度為6萬英里(地球至月球距離的四分之一),這樣,衛(wèi)星便可獲得對地面觀察的最大視界。通信衛(wèi)星被置于22 300英里,即地球同步高度,這樣,它可一直“固定”在地一地域的上空。。氣象衛(wèi)星的軌道高度為600-800英里,以求得對地面的大范圍覆蓋。而為了近距離觀察,間諜衛(wèi)星則采用100-300英里的軌道高度。近地點與遠(yuǎn)地點的差也表明衛(wèi)星的任務(wù),例如,典型的間諜衛(wèi)星的近地點低至80英里,以便盡可能低地對地面進(jìn)行觀察。除了明顯的特例,所有通信衛(wèi)星都運行在22,300英里的軌道上,因為在那個高度上,它“每小時1.8萬英里的速度繞地球一圈,所需的時間恰好等于地球自轉(zhuǎn)的周期——約24小時。如果衛(wèi)星與赤道成一線運動,它將與地球同步,或稱相對靜止——“固定”于地球上某一點的上空。明顯的特例是蘇聯(lián)“閃電”衛(wèi)星的軌道.只有當(dāng)衛(wèi)星運行在赤道上方,它才可能與地球同步,然而大部分地區(qū)處高緯度,落在赤道上空的同步衛(wèi)星的視界之外。為其通信需要,蘇聯(lián)設(shè)計了遠(yuǎn)地點為2.5萬英里、近地點為300英里的大橢圓軌道。衛(wèi)星不與赤道成一線運動面是與赤道構(gòu)成夾角,以使衛(wèi)星在北半球飛越蘇聯(lián),在南半球飛越南極洲。“閃電”的軌道周期是12小時。
GPS系統(tǒng)簡介
包括三大部分:空間部分—GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分—GPS信號接收機(jī)。
GPS衛(wèi)星星座
由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座,記作(21+3)GPS星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi),軌道傾角為55度,各個軌道平面之間相距60度,即軌道的升交點赤經(jīng)各相差60度。每個軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度,一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度。
在兩萬公里高空的GPS衛(wèi)星,當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈莵碚f自轉(zhuǎn)一周時,它們繞地球運行二周,即繞地球一周的時間為12恒星時。這樣,對于地面觀測者來說,每天將提前4分鐘見到同一顆GPS衛(wèi)星。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時間和地點的不同而不同,最少可見到4顆,最多可見到11顆。在用GPS信號導(dǎo)航定位時,為了結(jié)算測站的三維坐標(biāo),必須觀測4顆GPS衛(wèi)星,稱為定位星座。這4顆衛(wèi)星在觀測過程中的幾何位置分布對定位精度有一定的影響。對于某地某時,甚至不能測得精確的點位坐標(biāo),這種時間段叫做“間隙段”。但這種時間間隙段是很短暫的,并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度、連續(xù)實時的導(dǎo)航定位測量。GPS工作衛(wèi)星的編號和試驗衛(wèi)星基本相同。
地面監(jiān)控系統(tǒng)
對于導(dǎo)航定位來說,GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷—描述衛(wèi)星運動及其軌道的的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷,是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作,以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運行,都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)—GPS時間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間,求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星,衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。
GPS信號接收機(jī)
GPS信號接收機(jī)的任務(wù)是:能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號,并跟蹤這些衛(wèi)星的運行,對所接收到的GPS信號進(jìn)行變換、放大和處理,以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時間,解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文,實時地計算出測站的三維位置,位置,甚至三維速度和時間。
GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號,是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶,只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設(shè)備,即GPS信號接收機(jī)??梢栽谌魏螘r候用GPS信號進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。根據(jù)使用目的的不同,用戶要求的GPS信號接收機(jī)也各有差異。世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)GPS接收機(jī),產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來分類。
靜態(tài)定位中,GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤GPS衛(wèi)星的過程中固定不變,接收機(jī)高精度地測量GPS信號的傳播時間,利用GPS衛(wèi)星在軌的已知位置,解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。而動態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測定一個運動物體的運行軌跡。GPS信號接收機(jī)所位于的運動物體叫做載體(如航行中的船艦,空中的飛機(jī),行走的車輛等)。載體上的GPS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過程中相對地球而運動,接收機(jī)用GPS信號實時地測得運動載體的狀態(tài)參數(shù)(瞬間三維位置和三維速度)。
接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件包,構(gòu)成完整的GPS用戶設(shè)備。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。對于測地型接收機(jī)來說,兩個單元一般分成兩個獨立的部件,觀測時將天線單元安置在測站上,接收單元置于測站附近的適當(dāng)?shù)胤?,用電纜線將兩者連接成一個整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個整體,觀測時將其安置在測站點上。
GPS接收機(jī)一般用蓄電池做電源。同時采用機(jī)內(nèi)機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電池的目的在于更換外電池時不中斷連續(xù)觀測。在用機(jī)外電池的過程中,機(jī)內(nèi)電池自動充電。關(guān)機(jī)后,機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲器供電,以防止丟失數(shù)據(jù)。
近幾年,國內(nèi)引進(jìn)了許多種類型的GPS測地型接收機(jī)。各種類型的GPS測地型接收機(jī)用于精密相對定位時,其雙頻接收機(jī)精度可達(dá)5MM+1PPM.D,單頻接收機(jī)在一定距離內(nèi)精度可達(dá)10MM+2PPM.D。用于差分定位其精度可達(dá)亞米級至厘米級。
各種類型的GPS接收機(jī)體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測。GPS和GLONASS兼容的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)接收機(jī)已經(jīng)問世。
衛(wèi)星工程系統(tǒng)
位于德國巴伐利亞賴斯廷的世界上最大的衛(wèi)星地面站人造衛(wèi)星能夠成功執(zhí)行預(yù)定任務(wù),單憑衛(wèi)星本身是不行的,而需要完整的衛(wèi)星工程系統(tǒng),一般由以下系統(tǒng)組成:
發(fā)射場系統(tǒng)
運載火箭系統(tǒng)
衛(wèi)星系統(tǒng)
測控系統(tǒng)
衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)
回收區(qū)系統(tǒng)(限于返回式衛(wèi)星)
是由繞月衛(wèi)星、運載火箭、發(fā)射場、測控和地面應(yīng)用等五大系統(tǒng)組成。其中繞月衛(wèi)星由中國空間技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制,被命名為嫦娥一號,選用東方紅三號衛(wèi)星平臺,總重量2350千克,設(shè)計壽命一年;運載火箭由中國運載火箭技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制,選用長征三號甲,火箭全長52.52米,最大直徑3.35米,運載能力為2600千克,已有10多次全勝發(fā)射記錄;發(fā)射場系統(tǒng)由西昌衛(wèi)星發(fā)射中心負(fù)責(zé)建設(shè),選在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,改建一系列的發(fā)射工位;測控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測控中心和總裝測通所負(fù)責(zé)建設(shè),以我國現(xiàn)有的3頻段航天測控網(wǎng)為主,輔以甚長基線干涉(VLBI)天文測量系統(tǒng)組成;地面應(yīng)用系統(tǒng)由中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心負(fù)責(zé)研制和建設(shè),由數(shù)據(jù)接收、運行管理、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、科學(xué)應(yīng)用與研究五個分系統(tǒng)組成。
衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)備
衛(wèi)星系統(tǒng)中,各種設(shè)備按其功能上的不同,分為有效載荷及衛(wèi)星平臺兩大部分。衛(wèi)星平臺又分為多個子系統(tǒng):
有效載荷(不同類型衛(wèi)星均不同,共同的有:)
對地相機(jī)
恒星相機(jī)
搭載的有效載荷
衛(wèi)星平臺(為有效載荷的操作提供環(huán)境及技術(shù)條件,包括:)
服務(wù)系統(tǒng)
熱控分系統(tǒng)
姿態(tài)和軌道控制分系統(tǒng)
程序控制分系統(tǒng)
遙測分系統(tǒng)
遙控分系統(tǒng)
跟蹤和測試分系統(tǒng)
供配電分系統(tǒng)
返回分系統(tǒng)(限于返回式衛(wèi)星)
衛(wèi)星結(jié)構(gòu)平臺
衛(wèi)星各國發(fā)展
編輯蘇聯(lián)
1957年10月4日,世界上第一個人造地球衛(wèi)星由前蘇聯(lián)發(fā)射成功。這個衛(wèi)星在離地面900公里的高空運行;它每轉(zhuǎn)一整周的時間是1小時35分鐘,它的運行軌道和赤道平面之間所形成的傾斜角是65度。它是一個球形體,直徑58公分,重83.6公斤。內(nèi)裝兩部不斷放射無線電信號的無線電發(fā)報機(jī)。其頻率分別為20.005和40.002兆赫(波長分別為15和7.5公尺左右)。信號采用電報訊號的形式,每個信號持續(xù)時間約0.3秒。間歇時間與此相同。蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功,揭開了人類向太空進(jìn)軍的序幕,大大激發(fā)了世界各國研制和發(fā)射衛(wèi)星的熱情。
美國
美國于1958年1月31日成功地發(fā)射了第一顆“探險者”-1號人造衛(wèi)星。該衛(wèi)星重8.22千克,錐頂圓柱形,高203.2厘米,直徑15.2厘米,沿近地點360.4公里、遠(yuǎn)地點2531公里的橢圓軌道繞地球運行,軌道傾角33.34°,運行周期114.8分鐘。發(fā)射“探險者’-1號的運載火箭是“丘辟特”℃四級運載火箭。
法國
法國于1965年11月26日成功地發(fā)射了第一顆“試驗衛(wèi)星”-1(A-l)號人造衛(wèi)星。該行星重約42千克,運行周期108.61分鐘,近地點526.24公里、遠(yuǎn)地點1808.85公里的橢圓軌道運行,軌道傾角34.24°。發(fā)射A-1衛(wèi)星的運載火箭為“鉆石”tA號三級火箭,其全長18.7米,直徑1.4米,起飛重量約18噸。
日本
日本于1970年2月11日成功地發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星“大隅”號。該星重約9.4公斤,軌道傾角31.07°,近地點339公里,遠(yuǎn)地點5138公里,運行周期144.2分鐘。發(fā)射“大隅”號衛(wèi)星的運載火箭為“蘭達(dá)”-45四級固體火箭,火箭全長16.5米,直徑0.74米,起飛重量9.4噸。第一級由主發(fā)動機(jī)和兩個助推器組成,推力分別為37噸和26噸;第二級推力為11.8噸;第三、四級推力分別為6.5噸和1噸。
中國
1970年4月24日,我國自行設(shè)計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”1號由“長征一號”運載火箭一次發(fā)射成功。該衛(wèi)星直徑約1米,重約173千克,運行軌道距地球最近點439公里,最遠(yuǎn)點2384公里,軌道平面和地球赤道平面的夾角68.5度,繞地球一周(運行周期)114分鐘。衛(wèi)星用20009兆周的頻率,播送《東方紅》樂曲。發(fā)射“東方紅”1號衛(wèi)星的遠(yuǎn)載火箭為“長征”1號三級運載火箭,火箭全長29,45米,直徑2.25米,起飛重量81.6噸,發(fā)射推力112噸?!皷|方紅”1號的發(fā)射,實現(xiàn)了毛澤東提出的“我們也要搞人造衛(wèi)星”的號召。它是中國的科學(xué)之星,是中國工人階級、解放軍、知識分子共同為祖國做出的杰出貢獻(xiàn)。
英國
英國于1971年10月28日成功地發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星“普羅斯帕羅”號,該衛(wèi)星重約66千克,軌道傾角82.1 °,近地點537公里,遠(yuǎn)地點1482公里,運行周期105.6分鐘。發(fā)射地點位于澳大利亞的武默拉(Woomera)火箭發(fā)射場,運載火箭為英國的黑箭運載火箭.主要任務(wù)是試驗各種技術(shù)新發(fā)明,例如試驗一種新的遙測系統(tǒng)和太陽能電池組。它還攜帶微流星探測器,用以測量地球上層大氣中這種宇宙塵高速粒子的密度。
其他
除上述國家外,加拿大、意大利、澳大利亞、德國、荷蘭、西班牙、印度和印度尼西亞等也在準(zhǔn)備自行發(fā)射或已經(jīng)委托別國發(fā)射了人造衛(wèi)星。
衛(wèi)星中國人造衛(wèi)星
編輯鑫諾二號衛(wèi)星
鑫諾二號衛(wèi)星的主要服務(wù)對象是我國大陸、港澳臺地區(qū)的通信廣播用戶。該衛(wèi)星使用我國正在研制的新一代大型靜止軌道衛(wèi)星公用平臺,即東方紅四號衛(wèi)星平臺,裝載22路Ku頻段大功率轉(zhuǎn)發(fā)器,衛(wèi)星壽命末期輸出功率10500W,發(fā)射重量5100kg(東方紅三號衛(wèi)星為中等容量通信衛(wèi)星,可裝載有效載荷200公斤,整星功率1800瓦,可裝載24路中校功率轉(zhuǎn)發(fā)器),設(shè)計壽命15年,使用長征三號乙(CZ-3B)運載火箭由西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,整星指標(biāo)和能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。
該平臺由電源、測控、數(shù)據(jù)管理、姿態(tài)和軌道控制、推進(jìn)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控等分系統(tǒng)組成,全三軸穩(wěn)定控制方式。該平臺輸出總功率為8000-10000瓦,并具有擴(kuò)展至10000瓦以上的能力,能為有效載荷提供功率約6000-8000瓦。該平臺可承載有效載荷重量600-800公斤,整星最大發(fā)射重量可達(dá)5200公斤,可采用長征三號乙、阿里安和質(zhì)子號等運載火箭發(fā)射。該平臺設(shè)計壽命15年。
北斗導(dǎo)航衛(wèi)星
“北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星”(Beidou)由CAST研制,并將自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)——“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”。
“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”是全天候、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。這個系統(tǒng)建成后,主要為公路交通、鐵路運輸、海上作業(yè)等領(lǐng)域提供導(dǎo)航服務(wù),對我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)將起到積極推動作用。“北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星"”的首次發(fā)射成功,為“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
發(fā)射“北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星”采用的是“長征三號甲” 運載火箭。這次發(fā)射是我國長征系列運載火箭第63次飛行。
中星22號
“中星22號”為實用型地球同步通信衛(wèi)星,是“東方紅三號”的后續(xù)星。衛(wèi)星質(zhì)量為2.3噸,設(shè)計使用壽命8年 ,主要用于地面通信業(yè)務(wù),由中國通信廣播衛(wèi)星公司經(jīng)營。
據(jù)了解,衛(wèi)星進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道后,將在西安衛(wèi)星測控中心和航天遠(yuǎn)洋測量船等測控網(wǎng)的跟蹤控制下,定點于東經(jīng)98度赤道上空。
風(fēng)云二號
風(fēng)云二號衛(wèi)星(FY-2)是一個直徑2.1m,高1.6m的圓柱體,包括天線在內(nèi)衛(wèi)星總高度為3.1m,重約600kg,衛(wèi)星姿態(tài)為自旋穩(wěn)定,自旋轉(zhuǎn)速為100±1轉(zhuǎn)/分鐘,衛(wèi)星設(shè)計壽命為3年。
衛(wèi)星裝有多通道掃描輻射計和云圖轉(zhuǎn)發(fā)等有效載荷,可獲取有關(guān)可見光云圖、晝夜紅外和水汽云圖;播發(fā)展寬數(shù)字圖像、低分辨率云圖和S波段天氣圖:獲取氣象、海洋、水文數(shù)據(jù)收集平臺的觀測數(shù)據(jù);收集空間環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。衛(wèi)星工作于東經(jīng)105°E赤道上空,位置保持精度為東西±0.5°、南北±1°。
風(fēng)云二號衛(wèi)星由CAST和上海航天局共同研制生產(chǎn)的,CAST承擔(dān)衛(wèi)星控制、推進(jìn)、轉(zhuǎn)發(fā)、天線、測控及部分結(jié)構(gòu)等分系統(tǒng)1997年6月10日20時,風(fēng)云二號衛(wèi)星用長征三號運載火箭發(fā)射升空,在衛(wèi)星地面測控站、遠(yuǎn)望二號測量船的測控管理下,衛(wèi)星完成了星箭分離、衛(wèi)星起旋、遠(yuǎn)地點調(diào)姿、遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)點火、二次解鎖分離、準(zhǔn)靜止軌道漂移等工作,衛(wèi)星于6月17日定點成功。
風(fēng)云二號衛(wèi)星繼承東方紅二號甲衛(wèi)星自旋穩(wěn)定模式基礎(chǔ)上,采用了多通道掃描輻射計、三通道微波傳輸、章動控制等一些新技術(shù)。衛(wèi)星主要性能指標(biāo)達(dá)到了國際90年代初期同類靜止氣象衛(wèi)星的水平。風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星是空間技術(shù)、遙感技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等高技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它定向覆蓋、連續(xù)遙感地球表面與大氣分布,具有實時性強(qiáng)、時間分辨率高、客觀性和生動性等優(yōu)點。
風(fēng)云一號
風(fēng)云一號(FY-1)是中國的極軌氣象衛(wèi)星系列,共發(fā)射了3顆,即FY-1A,1B,1C。
FY-1A,1B分別于1988年9月和1990年9月發(fā)射,是試驗型氣象衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星上裝載的遙感器成像性能良好,獲取的試驗數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗為后續(xù)衛(wèi)星的研制和管理提供了有意義的數(shù)據(jù)。
FY-1C于1999年5月10日發(fā)射,運行于901千米的太陽同步極軌道,衛(wèi)星設(shè)計壽命3年。衛(wèi)星的主要遙感器是甚高分辨率可見光-紅外掃描儀,通道數(shù)由FY-1A/B的5個增加到10個,分辨率為1100米。
東方紅一號
1970年4月24日21時35分,東方紅一號衛(wèi)星(DFH-1)在甘肅酒泉東風(fēng)靶場一舉成功,由此開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元,使中國成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個獨立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。
衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定方式。電子樂音發(fā)生器是全星的核心部分,它通過20MHz短波發(fā)射系統(tǒng)反復(fù)向地面播送“東方紅”樂曲的前八小節(jié)。
東方紅二號
東方紅二號(DFH-2)于1984年4月8日首次發(fā)射成功。共研制和發(fā)射3顆東方紅二號衛(wèi)星,從1970年開始研制到每三顆星發(fā)射,經(jīng)歷了近16年。“東方紅二號”的發(fā)射成功,開始了用我國自己的通信衛(wèi)星進(jìn)行衛(wèi)星通信的歷史。
東方紅二號甲
東方紅二號甲是東方紅二號衛(wèi)星的改型星,其預(yù)研工作開始開1980年。
第一顆東方紅二號甲衛(wèi)星于1988年3月7日發(fā)射成功,不久相繼成功發(fā)射了第二顆和第三顆星,它們分別定點于東經(jīng)87.5°、110.5°、98°;第四顆星由于運載火箭第三級故障而未能進(jìn)入預(yù)定軌道。
幾年來,3顆衛(wèi)星工作情況良好,達(dá)到了設(shè)計使用指標(biāo),在我國電視傳輸、衛(wèi)星通信及對外廣播中發(fā)揮了巨大作用。
東方紅三號衛(wèi)星
東方紅三號衛(wèi)星(DFH-3)是中國新一代通信衛(wèi)星,主要用于電視傳輸、電話、電報、傳真、廣播和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。
星上有24路C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器,其中6路為中功率轉(zhuǎn)發(fā)器;其它18路為低功率轉(zhuǎn)發(fā)器。服務(wù)區(qū)域包括:中國大陸、海南、臺灣及近海島嶼。中功率通道的EIRP≥37dbW,低功率通道的EIRP≥33.5dbW。在地影期間,全部轉(zhuǎn)發(fā)器工作。衛(wèi)星壽命末期輸出功率≥1700W:衛(wèi)星允許的有效載荷質(zhì)量達(dá)170kg。
衛(wèi)星工作于地球靜止軌道,位置保持精度,東西和南北均為±0.1°;天線指向誤差為:俯仰和滾動均為±0.15°,偏航為±O.5°。衛(wèi)星工作壽命8年,壽命末期單星可靠度為0.66。
衛(wèi)星可與多種運載火箭相接口(ZC-3A、ARIANE-4等),衛(wèi)星平臺采用地球靜止軌道衛(wèi)星的公用平臺(基本型),可作為中型的多種應(yīng)用目的。
東方紅三號衛(wèi)星具有國際同類衛(wèi)星(中型容量)的先進(jìn)水平。
實踐一號衛(wèi)星
實踐一號衛(wèi)星(SJ-1)是科學(xué)探測和技術(shù)試驗衛(wèi)星。于1977年3月3日發(fā)射入軌,1979年5月11日衛(wèi)星軌道壽命結(jié)束,星上長期工作的遙測系統(tǒng)一直清晰地向地面發(fā)回遙測信息。
實踐一號是一顆自旋穩(wěn)定的衛(wèi)星,只經(jīng)歷不到10個月的時間就成功發(fā)射升空。
資源一號衛(wèi)星
資源一號衛(wèi)星(ZY-1)是地球資源衛(wèi)星,是我國第一代傳輸型地球資源衛(wèi)星。1988年中國和巴西兩國政府聯(lián)合簽定議定書,決定在資源一號衛(wèi)星的基礎(chǔ)上,由中巴雙方共同投資,聯(lián)合研制中巴地球資源衛(wèi)星(簡稱CBERS)。
資源一號主要用來監(jiān)測國土資源變化;估計森林蓄積量,農(nóng)作物長勢,快速查清洪澇、地震的估計損失,提出對策;對沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā),灘涂利用,水產(chǎn)養(yǎng)殖,環(huán)境污染等提供動態(tài)情報;同時勘探地下資源,使之合理開發(fā)、使用等。資源一號衛(wèi)星重1450公斤,壽命兩年。運行軌道為太陽同步軌道,軌道高778公里、傾角98.5度,軌道周期100.26分鐘,回歸周期26天,降交點地方時11:20。衛(wèi)星為長方體,單翼太陽帆板。衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定的姿控方式和S波段及超短波測控體制。
資源一號衛(wèi)星已于1999年10月14日用長征四號乙運載火箭發(fā)射成功。
中巴資源衛(wèi)星
中巴地球資源衛(wèi)星(CBERS)在中國資源一號原方案基礎(chǔ)上,由中、巴兩國共同投資,聯(lián)合研制中巴地球資源衛(wèi)星(代號CBERS)。并規(guī)定CBERS投入運行后,由兩國共同使用。
資源一號衛(wèi)星是我國第一代傳輸型地球資源衛(wèi)星,星上三種遙感相機(jī)可晝夜觀察地球,利用高碼速率數(shù)傳系統(tǒng)將獲取的數(shù)據(jù)傳輸回地球地面接收站,經(jīng)加工、處理成各種所需的圖片,供各類用戶使用。
由于其多光譜觀察、對地觀察范圍大、數(shù)據(jù)信息收集快,特別有利于動態(tài)和快速觀察地球地面信息。
由于衛(wèi)星設(shè)置多光譜觀察、對地觀察范圍大、數(shù)據(jù)信息收集快,并宏觀、直觀,因此,特別有利于動態(tài)和快速觀察地球地面信息。
該衛(wèi)星在我國國民經(jīng)濟(jì)的主要用途是;其圖像產(chǎn)品可用來監(jiān)測國土資源的變化,每年更新全國利用圖;測量耕地面積,估計森林蓄積量,農(nóng)作物長勢、產(chǎn)量和草場載蓄量及每年變化;監(jiān)測自然和人為災(zāi)害;快速查清洪澇、地震、林火和風(fēng)沙等破壞情況,估計損失,提出對策;對沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)、灘涂利用、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境污染提供動態(tài)情報;同時勘探地下資源、圈定黃金、石油、煤炭和建材等資源區(qū),監(jiān)督資源的合理開發(fā)。
嫦娥一號衛(wèi)星
“嫦娥一號”(Chang'E1)是中國自主研制、發(fā)射的第一個月球探測器。中國月球探測工程嫦娥一號月球探測衛(wèi)星由中國空間技術(shù)研究院承擔(dān)研制,以中國古代神話人物嫦娥命名,嫦娥奔月是一個在中國流傳的古老的神話故事。嫦娥一號主要用于獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關(guān)物質(zhì)元素的分布特點、探測月壤厚度、探測地月空間環(huán)境等。整個“奔月”過程大概需要8-9天。嫦娥一號將運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。嫦娥一號工作壽命1年,計劃繞月飛行一年。執(zhí)行任務(wù)后將不再返回地球。嫦娥一號發(fā)射成功,中國成為世界第五個發(fā)射月球探測器的國家地區(qū)。
天鏈一號衛(wèi)星
“天鏈一號”衛(wèi)星,是中國首次發(fā)射的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,由中國空間技術(shù)研究院為主研制,采用成熟的“東方紅三號”通用平臺并突破多項關(guān)鍵技術(shù),其發(fā)射成功填補(bǔ)了中國中繼衛(wèi)星領(lǐng)域的空白。
其任務(wù)是為衛(wèi)星、飛船等航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù),極大地提高各類衛(wèi)星使用效益和應(yīng)急能力,能使資源衛(wèi)星、環(huán)境衛(wèi)星等數(shù)據(jù)實時下傳,為應(yīng)對重大自然災(zāi)害贏得更多預(yù)警時間,因此,它被稱為“衛(wèi)星中的衛(wèi)星”。
眾所周知,GPS系統(tǒng)是美國的國防導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng),也為民用導(dǎo)航。俄羅斯的GLONASS與GPS相似,都是由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)部分組成,都是使用24顆高度約2萬千米左右的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。GPS分布在6個軌道平面上,每個軌道平面4顆,GLONASS分布在3個軌道平面上,每個軌道平面有8顆衛(wèi)星。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星,由此獲得高精度的三維定位數(shù)據(jù)。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS定位精度可達(dá)15米,測速精度0.1米/秒;GLONASS導(dǎo)航定位精度較低,約為30—100米,測速精度0.15米/秒。這兩個系統(tǒng)都是為全球范圍內(nèi)的飛機(jī)、艦船、坦克、地面車輛、步兵、導(dǎo)彈以及航天飛機(jī)等提供全天候、連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和精確時間,因此,具有極高的軍用價值和民用前景。
風(fēng)云三號衛(wèi)星
2008年5月27日于山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,風(fēng)云三號是我國首顆新一代極軌氣象衛(wèi)星,裝備了可監(jiān)測地球大氣和氣候的三維傳感器,可在全球范圍內(nèi)實施全天候預(yù)報。風(fēng)云三號安裝有可見光紅外掃描輻射儀、紅外分光計、微波溫度計、微波成像儀等10余種具有國際先進(jìn)水平的探測儀器,探測性能比僅有可見光一種手段的第一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號有質(zhì)的提高,可在全球范圍內(nèi)實施三維、全天候、多光譜、定量探測,獲取地表、海洋及空間環(huán)境等參數(shù),實現(xiàn)中期數(shù)值預(yù)報。
風(fēng)云三號實現(xiàn)的跨越有四個方面:
一是從單一光學(xué)觀測發(fā)展到10余種先進(jìn)儀器的綜合探測,不僅能夠獲取云圖,還能夠通過光譜的層析,把整個大氣層從高到低每個高度溫度變化情況繁衍出來。
二是解決了云的遮擋問題。傳統(tǒng)光學(xué)探測遇到云層時探測效果大打折扣,而風(fēng)云三號能夠?qū)υ频膬?nèi)部和云下的地面有清晰準(zhǔn)確把握。
三是分辨率和靈敏度上的突破。風(fēng)云三號一幀掃描的幅寬高達(dá)數(shù)千公里,而在這樣一幅巨大的照片上,地面分辨率達(dá)到百米量級。星上儀器最高探測靈敏度達(dá)到0.1K,這意味著在距地面807公里高空的衛(wèi)星,對地表溫度0.1℃的微小變化都可以準(zhǔn)確感覺到。
四是使衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性大大提高。衛(wèi)星每101分鐘繞地球飛行一圈,每圈都經(jīng)過兩極。通過在北極附近向瑞典租用的地面站,可使衛(wèi)星至少每101分鐘就向地面?zhèn)骰匾淮螖?shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性大大提高。
衛(wèi)星廢舊人造衛(wèi)星
編輯廢舊衛(wèi)星一般指燃料用盡的衛(wèi)星,這樣的衛(wèi)星將不受人為控制。
一般在燃料用盡之有做以下處理:
2.人為引導(dǎo)到安全軌道
3.人為引導(dǎo)落入太平洋(衛(wèi)星墳?zāi)?
4.自由下落
衛(wèi)星太空垃圾危害
編輯50年將太空變成垃圾場
按照火箭科學(xué)家專業(yè)的說法,它們被稱為“軌道碎片”,不過一般人都將其稱為“太空垃圾”。
如今,太空垃圾日益成為人類面臨的一個難題。我們51年前將第一個航天器發(fā)射到太空———蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星。半個世紀(jì)過去了,我們已經(jīng)將太空變成了一個垃圾場,里面充斥著無數(shù)的碎片。在這里,數(shù)百顆衛(wèi)星、一個國際空間站、一個太空望遠(yuǎn)鏡、大量行星間探測器正在運行。
航天器會掉落大氣層化為灰燼,但這一過程通常需要幾個月時間。還有數(shù)百萬太空碎片在距地面2萬英里的地球靜止軌道周圍徘徊,始終不散去。
構(gòu)成這些碎片的包括廢棄的航天器和報廢衛(wèi)星,火箭外包裝,碰撞和對接期間產(chǎn)生的金屬片,螺母和螺栓,不慎丟棄的工具,以及從載人飛船上扔下的宇航員排泄物。俄羅斯“和平”號空間站雖為人類太空探索作出過重大貢獻(xiàn),但也在運行過程中產(chǎn)生了200多包垃圾。
1994年,“飛馬座”無人火箭爆炸,瞬間化為30萬件直徑超過八分之一英寸的碎片。
“發(fā)生慘劇只是時間問題”
如今,美宇航局和其他機(jī)構(gòu)逐漸地將部分太空垃圾編成目錄。太空垃圾之所以受到如此重視,是因為它們嚴(yán)重威脅著宇航員和航天器安全。一小塊涂料在太空的飛行速度能達(dá)到時速數(shù)萬英里,一旦撞到國際空間站上,它們能輕而易舉在空間站外殼留下凹痕,甚至能撞裂玻璃。
幸運的是,現(xiàn)代航天器裝備有防護(hù)屏,能夠使直徑達(dá)到半英寸的物體撞擊方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
此外,太空無比浩瀚,這些太空垃圾之間的空間很大,撞擊的可能性微乎其微。 但是,專家仍指出這種慘劇的發(fā)生只是時間的問題。悲哀的是,清除太空垃圾遠(yuǎn)比清除地球上的垃圾困難得多。
世界之大無奇不有。人被衛(wèi)星碎片砸傷的幾率是億萬分之一,這么小的幾率竟然叫吳杰碰上了。
2002年10月27日上午11時,陜西省丹鳳縣竹村關(guān)鎮(zhèn)陽河村的吳杰在院外玩耍,不幸被從天而降的衛(wèi)星碎片砸昏在地,小腳趾骨折。村民們也在不同地方見到了19塊從天上落下的金屬碎片。砸傷他的是衛(wèi)星升入軌道后脫落的金屬外殼。
衛(wèi)星相關(guān)新聞
編輯科學(xué)家通過美國國家航空航天局宇宙飛船傳回的最新數(shù)據(jù)顯示,太陽在環(huán)繞銀河系公轉(zhuǎn)的速度比原先認(rèn)為的要慢。發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象的宇宙飛船為目前正在地球軌道上運行的星際邊界探索者(IBEX)衛(wèi)星,監(jiān)測到星際粒子進(jìn)入太陽系邊緣的速度,距離太陽9億英里左右,大約為14.5億英里
[4]
。
研究人員將最新的數(shù)據(jù)入錄到計算機(jī)模型中,星際邊界探索者宇宙飛船的科學(xué)家團(tuán)隊計算出太陽的繞銀河系中央的運行速度為52萬英里每小時,大約為83.7萬公里每小時,與此前預(yù)計的每小時運行速度值低了大約7000英里
這一發(fā)現(xiàn)表明我們的太陽系被一層保護(hù)性邊界從缺少弓形激波層的宇宙空間環(huán)境中分離出來,而弓形激波層是太陽系風(fēng)層最靠外的邊界層,是太陽系環(huán)繞銀河系中心運動引起星際介質(zhì)擾動的現(xiàn)象,在弓形激波層的幫助下,構(gòu)建了阻止太陽系之外的宇宙射線涌入太陽系內(nèi)的第一道防線。而太陽也不斷地向各個方向發(fā)出帶電粒子,形成了能覆蓋太陽系各大行星的日球?qū)?,太陽風(fēng)還可產(chǎn)生一個恒星的壓強(qiáng),以確定太陽系的邊界范圍。
科學(xué)家認(rèn)為太陽系在圍繞銀河系公轉(zhuǎn)的過程如同一艘船在水中前進(jìn),所謂的弓形激波層顧名思義便是在太陽風(fēng)形成的壓強(qiáng)為太陽系“吹起”了一層保護(hù)膜,在星際空間中穿行時速度方向上形成的新月形的沖擊波,而被稱為“太陽系的鼻子”的部分則位于天蝎座方向。但是這項發(fā)現(xiàn)也意味著太陽系當(dāng)前的移動速度較為緩慢,來自日球?qū)拥奶栵L(fēng)壓力低于此前預(yù)期的25%,因此科學(xué)家認(rèn)為在太陽系運動方向的前端不足以形成新月形的弓形激波。
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- 參考資料
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- 1. 黃定華主編.普通地質(zhì)學(xué):高等教育出版社,2014年10月:16
- 2. 中星九號”直播衛(wèi)星發(fā)射成功 .東南在線[引用日期2013-03-21]
- 3. 國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心八旋翼無人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)采購項目競價公告 .測繪[引用日期2015-01-07]
- 4. NASA衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)太陽系運行速度比預(yù)期值要慢
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