地球衛星
地球衛星一般分兩類,一人造衛星,為技術衛星、通信衛星[1]、科學衛星、偵察衛星、氣象衛星[2]、資源衛星等,二為自然衛星,就是月球。月球是地球的衛星。 中國的第一顆靜止軌道通信衛星是1984年4月8日發射的,命名為「東方紅二號」,至今已發射成功了五顆。這些衛星先後承擔了廣播、電視信號傳輸,遠程通訊等工作,為國民經濟建設發揮了巨大作用。
目錄
技術衛星
技術試驗衛星,是進行新技術試驗或為應用衛星進行試驗的衛星。
人造衛星在發射之前須經過一系列的地面試驗,但為了更加全面地考驗衛星的技術性能,還必需把衛星發射上天加以驗證,技術穩定了才能正式應用。
美國的技術試驗衛星,進行了很多實驗,如話音通信;衛星導航;無線電傳輸等,為美國以後的通信衛星、氣象衛星、導航衛星、資源衛星的研製與應用作了大量準備。
「實踐一號」衛星是中國第一顆科學探測和技術實驗衛星。它的主要任務是試驗星上太陽能電池供電系統,主動無源溫控系統,長壽命遙測設備及無線電線路性能,並進行其他太空環境的探測。「實踐一號」的設計壽命為一年,但它實際在太空工作了八年之久,直到1979年6月17日才隕落。
技術試驗衛星中最讓人感興趣的是生物衛星。我們知道,在載人航天之前須先進行動物試驗,看看動物是否能適應太空生活,失重、強輻射的環境對發育、遺傳、生育有什麼影響,應採取什麼防護措施,然後才能慎重地將人送上天。那些攜帶生物上天的衛星即是生物衛星。
生物衛星一般由服務艙和返回艙兩部分組成。服務艙是衛星與運載火箭的接合部分,內部裝有衛星的姿態控制系統、電源系統和其他保證衛星正常工作的設備。服務艙與返回艙分離後留在天上不返回地面。返回艙是衛星返回地面的艙段,內裝各種實驗生物、記錄儀器、制動火箭和回收系統,艙外有防熱保護層。返回艙的外形有的呈球形,有的呈碗形,重三四百千克乃至一二噸。
通信衛星
太空驛站——通信衛星
通信衛星,是作為無線電通信中繼站的衛星。它像一個國際信使,收集來自地面的各種「信件」,然後再「投遞」到另一個地方的用戶手裡。由於它是「站」在36000公里的高空,所以它的「投遞」覆蓋面特別大,一顆衛星就可以負責1/3地球表面的通信。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛星,便可以實現除南北極之外的全球通信。當衛星接收到從一個地面站發來的微弱無線電信號後,會自動把它變成大功率信號,然後發到另一個地面站,或傳送到另一顆通信衛星上後,再發到地球另一側的地面站上,這樣,我們就收到了從很遠的地方發出的信號。
通信衛星一般採用地球靜止軌道,這條軌道位於地球赤道上空35786公里處。衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉,繞地球一周的時間為23小時56分4秒,恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地面上看,衛星象掛在天上不動,這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對準衛星,晝夜不間斷地進行通信,不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處「晃動」,使通信時間時斷時續。現在,通信衛星已承擔了全部洲際通信業務和電視傳輸。
科學衛星
科學探測衛星,是用來進行空間物理環境探測的衛星。它攜帶着各種儀器,穿行於大氣層和外層空間,收集來自空間的各種信息,使人們對宇宙有了更深的了解,為人類進入太空、利用太空提供了十分寶貴的資料。世界各國最初發射的衛星多是這類衛星或是技術試驗衛星。
美國發射的第一顆衛星「探險者」號就是一顆科學探測衛星,以後「探險者」發展成一個科學衛星系列,它們主要用於探測地球大氣層和電離層;測量地球高空磁場;測量太陽輻射、太陽風;探測行星際空間等。「探險者」號衛星系列多為小型衛星,但其外形結構差別很大,由於探測的空間區域不同,它們的運行軌道有高有低、有遠有近,差別也很大。
「電子號」衛星是前蘇聯的科學衛星系列,星上裝有高、低靈敏度的磁強計、低能粒子分析器、質子檢測器、太陽X射線計數器以及研究宇宙輻射成分的儀器等。該系列衛星的主要任務是研究進入地球內、外輻射帶的粒子以及相關的各種空間物理現象。
中國的「實踐」系列衛星即是技術實驗衛星,又是科學探測衛星。「實踐一號」衛星裝有紅外地平儀、太陽角計等探測儀器,取得了許多環境數據。「實踐二號」和二號甲、二號乙是用一枚火箭同時發射的三顆衛星。其中「實踐二號」外形為八面稜柱體,任務是探測空間環境,試驗太陽電池陣對日定向姿態控制和大容量數據存貯等新技術。
天文衛星也是一種科學衛星,它專門對各種天體和其他空間物質進行科學觀測。天文衛星在離地面幾百公里或更高的軌道上運行,由於沒有大氣層的阻擋,星上儀器可以接收來自其它天體的各波段電磁波輻射,能夠更好地觀測宇宙空間。
天文衛星的軌道多數為圓形或近圓形、高度為幾百公里,但一般不低於四百公里。這是因為太陽系以外的天體離地球極遠,再增加軌道高度也不能縮短相互間的距離,改善觀測能力;而軌道太低時,大氣密度增加,衛星也難以長時期運行。
偵察衛星
偵察衛星,就是竊取軍事情報的衛星,它站得高看得遠,既能監視又能竊聽,是個名副其實的超級間諜。
偵察衛星利用光電遙感器或無線電接收機,搜集地面目標的電磁波信息,用膠捲或磁帶記錄下來後存貯在衛星返回艙里,待衛星返回時,由地面人員回收。或者通過無線電傳輸的方法,隨時或在某個適當的時候傳輸給地面的接收站,經光學、電子計算機處理後,人們就可以看到有關目標的信息。
偵察衛星根據執行任務和偵察設備的不同,分為照相偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星和預警衛星。
照相偵察衛星,裝有可見光照相機或電視攝像機,能對目標拍照。為了發現和識別目標,照相機鏡頭和圖像分辨率要求很高。這種衛星一般運行在近地點高度150—280公里的軌道上,如果裝備紅外相機和多光譜相機,還具有夜間偵察和識別偽裝的能力。照相偵察衛星按偵察信息送回地面的方式分為返回型和傳輸型。返回型是將拍好的膠捲存入回收艙中返回地面,它利用膠片成像的原理,優點是圖像分辨率高、直觀,易於識別分析,缺點是回收不及時,容易貽誤戰機。傳輸型利用光電成像原理,先把圖像信息記錄在磁帶上,飛到地面接收站的控制區時,再將圖像信息發送到地面,由地面進行處理、識別。它的優點是地面收到信息快,但圖像分辨率不高。美國從1959年2月開始發射照相偵察衛星,其中有代表性的為「大鳥」號,它兼有回收膠捲和無線電傳輸兩種功能,壽命52—220天,它拍的照片可以清晰地分辨出火車、汽車、建築物及行人。
電子偵察衛星,用來偵辨雷達或者其他無線電設備的位置和特性,竊聽遙測和通信等機密信息。這種衛星一般運行在高約500或1000多公里的近圓形軌道上。電子偵察衛星是竊聽能手,當它經過別國上空時,星上磁帶迅速錄下雷達信號、電台信號等,等飛經本國上空時又把這些信號輸送到地面站,經地面分析、研究,就能掌握別國地面雷達的位置、特性,破譯電台的信號。美國1988年8月發射的一顆重型電子偵察衛星,可以同時監聽到中蘇兩國11000條電話和步話機的通話。
海洋監視衛星,裝有雷達、無線電接收機、紅外探測器等偵察設備,監視海上艦船和潛艇的活動。為了對廣闊的海洋連續監視,衛星軌道一般比較高,為1000公里左右的近圓形軌道,並需要由多顆衛星組成海洋監視網。
預警衛星,運行在地球靜止軌道,並由幾顆衛星組成一個預警網。星上裝有紅外探測儀,用來探測敵方導彈飛行時發動機尾焰的紅外輻射,配合電視攝像機及時準確地判斷導彈飛行方向,迅速報警,使防空部隊及時攔擊導彈,城市居民緊急疏散隱蔽。在預警衛星出現前,人們用巨型雷達預警,由於地球曲面的阻擋,只有當導彈爬高到250公里高空時,雷達才能「看」到目標,預警時間只有15分鐘,常常由於來不及準備而被動挨打。預警衛星可以把預警時間提前到30分鐘,海灣戰爭中,美國的愛國者導彈攔截伊拉克的飛毛腿導彈,預警衛星起了極大的作用。
氣象衛星
明天天氣怎麼樣?這是人們經常要問的一個問題。可是用地面氣象台、氣球、飛機乃至火箭等去觀察天氣卻有很大局限性,而且地球上有80%的地區無法用上述工具去觀測,於是氣象衛星便大顯身手。
氣象衛星是對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛星,具有範圍大、及時迅速、連續完整的特點,並能把雲圖等氣象信息發給地面用戶。
氣象衛星的本領來自於它攜帶的氣象遙感器。這種遙感器能夠接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外與微波輻射,並將它們轉換成電信號傳送到地面。地面接收站再把電信號復原繪出各種雲層、地表和洋面圖片,進一步處理後就可以發現天氣變化的趨勢。
資源衛星
資源衛星,是勘測和研究地球自然資源的衛星。它能「看透」地層,發現人們肉眼看不到的地下寶藏、歷史古蹟、地層結構,能普查農作物、森林、海洋、空氣等資源,預報各種嚴重的自然災害。
資源衛星利用星上裝載的多光譜遙感設備,獲取地面物體輻射或反射的多種波段電磁波信息,然後把這些信息發送給地面站。由於每種物體在不同光譜頻段下的反射不一樣,地面站接收到衛星信號後,便根據所掌握的各類物質的波譜特性,對這些信息進行處理、判讀,從而得到各類資源的特徵、分布和狀態等詳細資料,人們就可以免去四處奔波,實地勘測的辛苦了。
資源衛星分為兩類:一是陸地資源衛星,二是海洋資源衛星。陸地資源衛星以陸地勘測為主,而海洋資源衛星主要是尋找海洋資源。
衛星月亮
月球俗稱月亮,也稱太陰。在太陽系中是地球中唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系里,除水星和金星外,其他行星裡面都有天然衛星。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核,月核的溫度約為1000度,很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公里,是地球的1/4。體積只有地球的1/49,質量約7350億億噸,相當於地球質量的1/81,月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
參考文獻
- ↑ 中國通信衛星40多年從無到強 在軌通信衛星有16顆 ,搜狐,2017-04-13
- ↑ 氣象衛星,是一種專門用來對地球和大氣進行觀測的衛星,搜狐,2019-02-15