正文 第7章 進駐太空的太空探索(1 / 1)

1.讓你了解人造地球衛星

衛星

人造地球衛星是環繞地球在空間軌道上運行的無人航天器,簡稱人造衛星或衛星。通信及廣播衛星、對地觀測衛星和導航定位衛星,都是開發相對於地麵的高位置空間資源的航天器,這類航天器一般又稱為應用衛星。應用衛星是直接為國民經濟、軍事和文化教育等服務的人造衛星,是當今世界上發射最多、應用最廣泛的航天器。

衛星技術與多種科學技術的交叉和滲透,產生了一些新技術,如衛星通信、衛星氣象遙感、衛星導航、衛星偵察等,這些技術統稱為衛星應用技術,衛星應用技術在國民經濟、國防建設、文化教育和科學研究等方麵發揮著越來越重要的作用,其綜合效益十分顯著。航天技術主要通過衛星應用轉化為直接生產力和國家實力。衛星應用係統是航天工程係統的組成部分,同時也深入眾多的應用部門發展成為應用部門的新技術係統。

自20世紀50年代以來,人類已先後發射了約5000多個人造航天器,其中絕大部分是人造地球衛星。我國在1970年發射了第一顆人造地球衛星東方紅一號,衛星質量超過了蘇聯、美國、法國和日本等國的第一顆人造地球衛星的總和,這說明我國衛星技術的起步水平高。

東方紅一號

通信衛星係統

通信衛星具有通信距離遠、容量大、信號質量好、可靠性高和機動靈活等優點,因此在遠距離通信、數據網絡、電視教育、數據采集、電子郵件、政府行政管理、應急救災、遠程醫療、航海通信、個人移動電話等各種領域都得到了廣泛的應用。

一顆在赤道上空定點的地球同步衛星可覆蓋地球表麵40%強,數顆同步通信衛星和地麵站即可組成全球衛星通信係統。目前全世界約有近300顆同步通信衛星,這些通信衛星為200多個國家和地區提供了80%的國際通信業務,已形成每年數百億美元的最大的航天產業。例如,國際通信衛星組織的衛星已發展到第8代,在軌的衛星有17顆。國際通信衛星8號載有44台轉發器,具有可控C頻段點波束,可提供3個電視頻道和112500路數字話音。

近年來出現了近地軌道移動通信衛星星座。如銥星係統是共有66顆衛星組成的星座,在技術上非常先進,但話費太貴(3美元/分鍾),結果銥星公司破產了。但這個趨勢仍在發展。

對地觀測衛星

對地觀測衛星的種類很多,如資源衛星、氣象衛星、海洋衛星、偵察衛星等。星上裝有各類遙感設備(如相機、輻射計、雷達等),收集來自地球的陸地、海洋、大氣層各種波長的電磁波輻射信息。然後對獲取的信息進行分析,以識別物質的性質和狀態。這種觀測方式的視野廣闊,不受地理位置和國界的限製,可以迅速獲取大麵積、甚至全球性的動態變化的信息。空間遙感在幾天內完成的工作量如果用航空遙感需幾個月,用人工勘測則需幾年,甚至不可能完成。空間對地觀測的宏觀性和及時性使許多領域發生了革命性的變化。

斯波特衛星

導航衛星

導航衛星不受天氣的限製,可以為衛星、飛機、導彈、船舶、車輛、人員進行導航。導航衛星網由數十顆衛星組成,也稱為導航衛星星座,具有全球覆蓋能力。導航衛星按導航方式不同可分為測速和測距衛星,根據衛星運行軌道的高度可分為低軌道、中高軌道和地球同步軌道導航衛星。

目前世界使用最多的全球衛星導航定位係統是美國的GPS係統。它采用時間測距定位原理,可對地麵車輛、海上船隻、飛機、導彈、衛星和飛船等各種移動用戶進行全天侯的、實時的高精度三維定位測速和精確授時。

GPS係統

GPS係統是由分布在6個軌道麵上的24顆衛星組成的星座。GPS衛星的軌道高度為20000km,星上裝有10-13高精確度的原子鍾。地麵上有一個主控站和多個監控站,定期地對星座的衛星進行精確的位置和時間測定,並向衛星發出星曆信息。用戶使用GPS接收機同時接收4顆以上衛星的信號,即可確定自身所在的經緯度、高度及精確時間。

GPS係統的軍用定位精度