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地球卫星一般分两类,一人造卫星,为技术卫星、通信卫星[1]、科学卫星、侦察卫星、气象卫星[2]、资源卫星等,二为自然卫星,就是月球。月球是地球的卫星。 中国的第一颗静止轨道通信卫星是1984年4月8日发射的,命名为“东方红二号”,至今已发射成功了五颗。这些卫星先后承担了广播、电视信号传输,远程通讯等工作,为国民经济建设发挥了巨大作用。
技术卫星
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。
人造卫星在发射之前须经过一系列的地面试验,但为了更加全面地考验卫星的技术性能,还必需把卫星发射上天加以验证,技术稳定了才能正式应用。
美国的技术试验卫星,进行了很多实验,如话音通信;卫星导航;无线电传输等,为美国以后的通信卫星、气象卫星、导航卫星、资源卫星的研制与应用作了大量准备。
“实践一号”卫星是中国第一颗科学探测和技术实验卫星。它的主要任务是试验星上太阳能电池供电系统,主动无源温控系统,长寿命遥测设备及无线电线路性能,并进行其他太空环境的探测。“实践一号”的设计寿命为一年,但它实际在太空工作了八年之久,直到1979年6月17日才陨落。
技术试验卫星中最让人感兴趣的是生物卫星。我们知道,在载人航天之前须先进行动物试验,看看动物是否能适应太空生活,失重、强辐射的环境对发育、遗传、生育有什么影响,应采取什么防护措施,然后才能慎重地将人送上天。那些携带生物上天的卫星即是生物卫星。
生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱是卫星与运载火箭的接合部分,内部装有卫星的姿态控制系统、电源系统和其他保证卫星正常工作的设备。服务舱与返回舱分离后留在天上不返回地面。返回舱是卫星返回地面的舱段,内装各种实验生物、记录仪器、制动火箭和回收系统,舱外有防热保护层。返回舱的外形有的呈球形,有的呈碗形,重三四百千克乃至一二吨。
通信卫星
太空驿站——通信卫星
通信卫星,是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使,收集来自地面的各种“信件”,然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000公里的高空,所以它的“投递”覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后,会自动把它变成大功率信号,然后发到另一个地面站,或传送到另一颗通信卫星上后,再发到地球另一侧的地面站上,这样,我们就收到了从很远的地方发出的信号。
通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。
科学卫星
科学探测卫星,是用来进行空间物理环境探测的卫星。它携带着各种仪器,穿行于大气层和外层空间,收集来自空间的各种信息,使人们对宇宙有了更深的了解,为人类进入太空、利用太空提供了十分宝贵的资料。世界各国最初发射的卫星多是这类卫星或是技术试验卫星。
美国发射的第一颗卫星“探险者”号就是一颗科学探测卫星,以后“探险者”发展成一个科学卫星系列,它们主要用于探测地球大气层和电离层;测量地球高空磁场;测量太阳辐射、太阳风;探测行星际空间等。“探险者”号卫星系列多为小型卫星,但其外形结构差别很大,由于探测的空间区域不同,它们的运行轨道有高有低、有远有近,差别也很大。
“电子号”卫星是前苏联的科学卫星系列,星上装有高、低灵敏度的磁强计、低能粒子分析器、质子检测器、太阳X射线计数器以及研究宇宙辐射成分的仪器等。该系列卫星的主要任务是研究进入地球内、外辐射带的粒子以及相关的各种空间物理现象。
中国的“实践”系列卫星即是技术实验卫星,又是科学探测卫星。“实践一号”卫星装有红外地平仪、太阳角计等探测仪器,取得了许多环境数据。“实践二号”和二号甲、二号乙是用一枚火箭同时发射的三颗卫星。其中“实践二号”外形为八面棱柱体,任务是探测空间环境,试验太阳电池阵对日定向姿态控制和大容量数据存贮等新技术。
天文卫星也是一种科学卫星,它专门对各种天体和其他空间物质进行科学观测。天文卫星在离地面几百公里或更高的轨道上运行,由于没有大气层的阻挡,星上仪器可以接收来自其它天体的各波段电磁波辐射,能够更好地观测宇宙空间。
天文卫星的轨道多数为圆形或近圆形、高度为几百公里,但一般不低于四百公里。这是因为太阳系以外的天体离地球极远,再增加轨道高度也不能缩短相互间的距离,改善观测能力;而轨道太低时,大气密度增加,卫星也难以长时期运行。
侦察卫星
侦察卫星,就是窃取军事情报的卫星,它站得高看得远,既能监视又能窃听,是个名副其实的超级间谍。
侦察卫星利用光电遥感器或无线电接收机,搜集地面目标的电磁波信息,用胶卷或磁带记录下来后存贮在卫星返回舱里,待卫星返回时,由地面人员回收。或者通过无线电传输的方法,随时或在某个适当的时候传输给地面的接收站,经光学、电子计算机处理后,人们就可以看到有关目标的信息。
侦察卫星根据执行任务和侦察设备的不同,分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和预警卫星。
照相侦察卫星,装有可见光照相机或电视摄像机,能对目标拍照。为了发现和识别目标,照相机镜头和图像分辨率要求很高。这种卫星一般运行在近地点高度150—280公里的轨道上,如果装备红外相机和多光谱相机,还具有夜间侦察和识别伪装的能力。照相侦察卫星按侦察信息送回地面的方式分为返回型和传输型。返回型是将拍好的胶卷存入回收舱中返回地面,它利用胶片成像的原理,优点是图像分辨率高、直观,易于识别分析,缺点是回收不及时,容易贻误战机。传输型利用光电成像原理,先把图像信息记录在磁带上,飞到地面接收站的控制区时,再将图像信息发送到地面,由地面进行处理、识别。它的优点是地面收到信息快,但图像分辨率不高。美国从1959年2月开始发射照相侦察卫星,其中有代表性的为“大鸟”号,它兼有回收胶卷和无线电传输两种功能,寿命52—220天,它拍的照片可以清晰地分辨出火车、汽车、建筑物及行人。
电子侦察卫星,用来侦辨雷达或者其他无线电设备的位置和特性,窃听遥测和通信等机密信息。这种卫星一般运行在高约500或1000多公里的近圆形轨道上。电子侦察卫星是窃听能手,当它经过别国上空时,星上磁带迅速录下雷达信号、电台信号等,等飞经本国上空时又把这些信号输送到地面站,经地面分析、研究,就能掌握别国地面雷达的位置、特性,破译电台的信号。美国1988年8月发射的一颗重型电子侦察卫星,可以同时监听到中苏两国11000条电话和步话机的通话。
海洋监视卫星,装有雷达、无线电接收机、红外探测器等侦察设备,监视海上舰船和潜艇的活动。为了对广阔的海洋连续监视,卫星轨道一般比较高,为1000公里左右的近圆形轨道,并需要由多颗卫星组成海洋监视网。
预警卫星,运行在地球静止轨道,并由几颗卫星组成一个预警网。星上装有红外探测仪,用来探测敌方导弹飞行时发动机尾焰的红外辐射,配合电视摄像机及时准确地判断导弹飞行方向,迅速报警,使防空部队及时拦击导弹,城市居民紧急疏散隐蔽。在预警卫星出现前,人们用巨型雷达预警,由于地球曲面的阻挡,只有当导弹爬高到250公里高空时,雷达才能“看”到目标,预警时间只有15分钟,常常由于来不及准备而被动挨打。预警卫星可以把预警时间提前到30分钟,海湾战争中,美国的爱国者导弹拦截伊拉克的飞毛腿导弹,预警卫星起了极大的作用。
气象卫星
明天天气怎么样?这是人们经常要问的一个问题。可是用地面气象台、气球、飞机乃至火箭等去观察天气却有很大局限性,而且地球上有80%的地区无法用上述工具去观测,于是气象卫星便大显身手。
气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星,具有范围大、及时迅速、连续完整的特点,并能把云图等气象信息发给地面用户。
气象卫星的本领来自于它携带的气象遥感器。这种遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射,并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片,进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。
资源卫星
资源卫星,是勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层,发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构,能普查农作物、森林、海洋、空气等资源,预报各种严重的自然灾害。
资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备,获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息,然后把这些信息发送给地面站。由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样,地面站接收到卫星信号后,便根据所掌握的各类物质的波谱特性,对这些信息进行处理、判读,从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料,人们就可以免去四处奔波,实地勘测的辛苦了。
资源卫星分为两类:一是陆地资源卫星,二是海洋资源卫星。陆地资源卫星以陆地勘测为主,而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。
卫星月亮
月球俗称月亮,也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里,除水星和金星外,其他行星里面都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的1/4。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
参考文献
- ↑ 中国通信卫星40多年从无到强 在轨通信卫星有16颗 ,搜狐,2017-04-13
- ↑ 气象卫星,是一种专门用来对地球和大气进行观测的卫星,搜狐,2019-02-15