人造地球衛(wèi)星的原理及用途

2024年3月7日發(fā)(作者：吳多泰)

人造地球衛(wèi)星的原理及用途

人造地球衛(wèi)星又稱衛(wèi)星～是由人類建造的航天器的一種～也是數(shù)量最多的一種。人造衛(wèi)星以太空飛行載具如運載火箭,航天飛機等發(fā)射到太空中～像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其它行星運行。

衛(wèi)星由運載工具送入相應軌道～當速度達到適當速度是～根據(jù)萬有引力定律和向心加速度公式可得～在地球引力作用下～要使物體環(huán)繞地球做圓周運動～那么物體必須達到第一宇宙速度。如果衛(wèi)星所需的向心力恰好與其所受的萬有引力相等～它將做圓周運動。若其所需要的向心力大于地球引力～這時衛(wèi)星的軌道就變成橢圓軌道。

按照用途可分為,1,科學衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星:古時候的人們對于多變的氣候～最多只能憑著經驗加以揣測。而氣象衛(wèi)星的出現(xiàn)～使得人們得以掌握數(shù)日內的氣候變化。氣象衛(wèi)星從遙遠的太空中觀測地球～不但能觀測大區(qū)域天氣的變化～針對小區(qū)域的天氣變化做觀察也一樣是他的例行任務。一般我們在看新聞的天氣預報時～主播背后的那幅衛(wèi)星云圖就是氣象衛(wèi)星的觀測結果。而臺風的預報更是大家耳熟能詳?shù)摹庀笮l(wèi)星除了對地球天氣與氣候的觀察外～他還能對所謂的太空天氣做監(jiān)測工作。如太陽表面的風暴便屬此類。此類的事件經常會造成地球上許多電器物件損毀。氣象衛(wèi)星還有其他功能。它能為諸如洪澇、森林大火等天然災害提供監(jiān)測情報～同時也能對諸如漁場資源、或土地資源提供一定的情報。如此可使各種天然資源開發(fā)與天災救助達到事半功倍的效果,地球觀測衛(wèi)星:這些衛(wèi)星允許科學家聚集有價值的關于地球的生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。另外還有天文衛(wèi)星等 ,2,應用衛(wèi)星。廣播衛(wèi)星:專為衛(wèi)星電視設計及制造的人造衛(wèi)星,通訊衛(wèi)星:通訊衛(wèi)星是目前與大家生活關系最密切的人造衛(wèi)星。舉凡電視的轉播、電話與網絡等和通訊有關的服務～都和通訊衛(wèi)星脫離不了關系,導航衛(wèi)星:導航衛(wèi)星一開始都是為了軍事用途而設計的～而后由于

民間的需求殷切～所以軍方才將此技術解密釋出。其中最著名、應用也最廣的～便是原屬于美國軍方使用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)～其簡稱為GPS。全球衛(wèi)星系統(tǒng)的使用～使得人類的交通更加安全、也更加有效率。尤其是對航行于茫茫大海中的船或廣闊無際天空中的飛機～有了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)～他們將不至于迷失方向～并且能將航道控制在最有效率的路線上。因此除了增加安全性外、更能進一步降低航運成本。同時不僅是海運與空運～其他如鐵路運輸均能借此提高運輸效率。最近由于電子科技的發(fā)達～全球定位系統(tǒng)的接收儀器越做越小。目前已有一些先進的車廠將此套設備安裝在個人車輛上。其功用不但能當?shù)貓D使用～更能借由地面的服務站為車主導引至最近的路線、甚至是避開塞車的麻煩。直到今日～全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)大多與其他種類的衛(wèi)星相輔相成～使得前述的各種衛(wèi)星有更精確的定位能力～有大大的提高了資料的可用性。 還有偵查衛(wèi)星～預警衛(wèi)星～反衛(wèi)星衛(wèi)星等等。

,3,技術實驗衛(wèi)星～包括空間衛(wèi)星～免拖曳衛(wèi)星等。

我國的衛(wèi)星已初步形成了4個衛(wèi)星系列??實踐號科學實驗衛(wèi)星系列、東方紅通信廣播衛(wèi)星系列、對地觀測衛(wèi)星系列。另外～北斗星導航衛(wèi)星系列正在形成。

,一)實踐號科學實驗衛(wèi)星。科學實驗衛(wèi)星是用于科學探測和技術試驗的衛(wèi)星～主要利用在實際太空環(huán)境下考驗衛(wèi)星技術中的新方案原理、新技術和新儀器設備～以便為后續(xù)的實用衛(wèi)星做技術儲備。中國自1971年3月3日成功發(fā)射實踐一號衛(wèi)星以來～已經發(fā)射了實踐二號、實踐二號甲、實踐二號乙、實踐四號、實踐五號。其中實踐二號、實踐二號甲、實踐二號乙是以一箭三星方式發(fā)射上天的。

2)東方紅通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。1984年我國成功發(fā)射了第一顆靜止軌道試驗通信衛(wèi)星??東方紅二號～使中國成為世界上第五個自行發(fā)射地球靜止軌道通信衛(wèi)星的國家。通過東方紅二號～一舉實現(xiàn)了覆蓋全國的信號傳輸～解決了軍用通信和遠洋船只的通信問題～徹底改變了邊遠地區(qū)通信落后的狀況。1988年發(fā)射的東方紅二號甲是我國首次研制成功的實用通信廣播衛(wèi)星～有4個C波段轉發(fā)器～可以傳

輸4路彩色電視信號和2400路雙向電話。通過東方紅二號甲衛(wèi)星～全國有幾億人通過數(shù)千個地面接收站收看電視節(jié)目～大大改善了我國的通信和廣播電視傳輸條件。1997年發(fā)射的東方紅三號是我國新研制的一種中容量廣播通信衛(wèi)星～有24個轉發(fā)器～工作壽命為8年。這顆衛(wèi)星改善了我國的國際通信以及西部邊遠山區(qū)的通信狀況。目前東方紅三號的服務艙部分已設計成公用平臺～加上不同的有效載荷即可組成各類功能的衛(wèi)星。到目前為止～我國先后成功發(fā)射了6顆通信衛(wèi)星～對國民經濟和國防事業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。衛(wèi)星電視廣播已成為人民日常生活的必需品,在遠程教育方面～我國目前有5000多個衛(wèi)星電視教育臺～接受遠程教育的人數(shù)有2000萬。

,三,對地觀測衛(wèi)星系。,1,返回式遙感衛(wèi)星。我國最早的應用衛(wèi)星是返回式遙感衛(wèi)星。1975年11月26日～我國成功發(fā)射了第一顆返回式衛(wèi)星～標志著我國成為第三個掌握衛(wèi)星回收技術的國家。返回式遙感衛(wèi)星是我國最早并且發(fā)射最多的對地觀測衛(wèi)星～截至1999年～共發(fā)射17顆返回式衛(wèi)星～成功回收了16顆。這些衛(wèi)星對我國國防、國土普查、地圖測繪、空間科學實驗等都發(fā)揮了重要作用。1988年開始搭載種子進行航天育種試驗和地面推廣工作～目前已取得明顯的經濟效益。我國地少人多～吃飯成為大問題～農業(yè)與航天技術兩者結合后～可以培育優(yōu)質高產農作物品種～這將對我國的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。,2,資源衛(wèi)星。中國與巴西合作研制的資源一號(ZY-1)衛(wèi)星是一顆在太陽同步軌道(極軌)上運行的衛(wèi)星～也是我國第一顆數(shù)據(jù)傳輸型衛(wèi)星～它的成功運行～使我國擁有了自主的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)源。到目前資源一號已成功地運行了三年～已取得一兩萬幅衛(wèi)星圖像并提供給全國數(shù)十個部門使用～為全國性資源普查～農作物估產～地形圖編修～城市規(guī)劃～環(huán)境污染、自然災害、河道遷移、土地沙漠化、冰川進退的監(jiān)測等提供了大量的動態(tài)變化資料。資源衛(wèi)星可以為我國可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)～有著巨大的經濟和社會效益。

,三,風云氣象衛(wèi)星系列。在衛(wèi)星應用上～中國氣象局做得很早也很有成效。我國分別于1988年9月和1990年9月發(fā)射了風云一號甲(FY-1A)和風云一號乙(FY-1B),1999年5月又發(fā)射了風云一號丙(FY-1C)～這三顆衛(wèi)星都是極軌氣象衛(wèi)

星。我國在1997年6月發(fā)射了地球靜止軌道氣象衛(wèi)星風云二號甲(FY-2A)～2000年6月又發(fā)射了風云二號乙(FY-2B)。風云二號氣象衛(wèi)星的發(fā)射成功～使我國成為世界上第三個同時擁有極軌道和靜止軌道兩個系列氣象衛(wèi)星的國家。極軌氣象衛(wèi)星風云一號可飛經全球所有地區(qū)～觀測全球氣象變化～可提供長期天氣預報信息,地球靜止軌道氣象衛(wèi)星風云二號可實時、連續(xù)觀察本地區(qū)的云圖和氣象變化～兩者互相補充～使天氣預報更準確。除此之外～還可對臺風、海面溫度、洪澇災害、森林火災進行監(jiān)測預報～為中國參與國際合作、氣象信息交流、進行全球氣候變化研究提供有力的技術保證。國際氣象組織已把這兩顆衛(wèi)星列入全球信息共享網絡中。

,四,衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)～即北斗系統(tǒng)。我國在2000年發(fā)射了兩顆同步定點導航衛(wèi)星～組成了區(qū)域性衛(wèi)星導航系統(tǒng)～這是我國自主初步建立的第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)。至2012年～已基本形成對中國及其周邊國家和地區(qū)的覆蓋能力。

我國在衛(wèi)星研制領域雖與世界先進水平總體還有差距～但在深空探測～導航領域已走在了世界前列。

生物工程學院 生工122班

柏振超 學號1202010227