人造衛星

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美國DSP紅外線间谍卫星

人造衛星,在不產生歧义的情況下亦稱衛星,是由人類建造的航天器的一种,是数量最多的一种。人造卫星以太空飛行載具如运载火箭太空梭等發射到太空中,像天然衛星一樣環繞地球或其它行星运行。

结构[编辑]

人造卫星一般由有效载荷(payload)和卫星平台两部分构成。有效载荷是指为了直接实现该卫星的应用目的或者科研任务各种仪器设备。卫星平台则是用于支持有效载荷正常工作的所有保障系统的总成[1]。一般来说卫星平台的设计在一段时期内都是相对稳定的,在升级换代前只会做小幅改良。只要功能合适,某一种卫星平台可以根据需要搭载各种各样的有效载荷。例如嫦娥一号二号卫星使用的都是东方红三号卫星平台,但它们各自搭载的有效载荷则是不一样的。衛星平台又分為多個子系統:

  • 有效載荷(不同類型衛星均不同,共同的有:)
    • 對地相機
    • 恆星相機
    • 搭載的有效載荷
  • 衛星平台(為有效載荷的操作提供環境及技術條件,包括:)
    • 服務系統
      • 熱控分系統
      • 姿態和軌道控制分系統
      • 程序控制分系統
      • 遙測分系統
      • 遙控分系統
      • 跟蹤和測試分系統
      • 供配電分系統
      • 返回分系統(限於返回式衛星
    • 衛星結構平台

人造衛星工程系統[编辑]

位于德国巴伐利亚赖斯廷的世界上最大的卫星地面站

人造衛星能夠成功執行預定任務,單憑衛星本身是不行的,而需要完整的衛星工程系統,一般由以下系統組成:

  • 發射場系統
  • 運載火箭系統
  • 衛星系統
  • 測控系統
  • 衛星應用系統
  • 回收區系統(限於返回式衛星

分类[编辑]

MILSTAR:通訊衛星
人造卫星博物馆
地球觀測衛星,ERS 2

在航天器分类中的位置[编辑]

航天器

无人航天器
人造地球卫星

科学卫星



应用卫星



技术实验卫星



空间探测器

月球探测器



行星和行星际探测器






载人航天器
载人飞船

卫星式载人飞船



登月载人飞船



行星际载人飞船




空间站



航天飞机



空天飞机





按軌道種類區分[编辑]

按軌道高度區分[编辑]

  • 高軌道衛星:运行于地球靜止軌道(Geo: Geostationary Orbit)。高軌道衛星距離地表約36000公里高空,並且於赤道上繞行地球,又稱同步軌道衛星或地球靜止軌道衛星
  • 中軌道衛星:运行于中地球軌道(MEO: Medium-Earth Orbit)
  • 低軌道衛星(又稱繞極衛星):运行于低地球軌道(LEO: Low-Earth Orbit)

按衛星重量區分[编辑]

  • 大型衛星:大於3000kg(3噸)
  • 中型衛星:小於3000kg(3噸)
  • 小型衛星:小於1000kg(1噸)
  • 迷你型衛星:150kg
  • 微衛星:50kg

依用途區分[编辑]

  • 科学卫星
    • 气象卫星:古時候的人們對於多變的氣候,最多只能憑著經驗加以揣測。而氣象衛星的出現,使得人們得以掌握數日內的氣候變化。氣象衛星從遙遠的太空中觀測地球,不但能觀測大區域天氣的變化,針對小區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,主播背後的那幅衛星雲圖就是氣象衛星的觀測結果。而颱風的預報更是大家耳熟能詳的。氣象衛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與天災救助達到事半功倍的效果。
    • 地球觀測衛星:這些衛星允許科學家聚集有價值的關於地球的生態系統的數據。
    • 天文卫星
  • 应用卫星
    • 廣播卫星:專為衛星電視設計及製造的人造衛星。
    • 通訊卫星:通訊衛星是目前與大家生活關係最密切的人造衛星。舉凡電視的轉播、電話與網路等和通訊有關的服務,都和通訊衛星脫離不了關係。
    • 導航衛星:導航衛星一開始都是為了軍事用途而設計的,而後由於民間的需求殷切,所以軍方才將此技術解密釋出。其中最著名、應用也最廣的,便是原屬於美國軍方使用的全球衛星定位系統,其簡稱為GPS。全球衛星系統的使用,使得人類的交通更加安全、也更加有效率。尤其是對航行於茫茫大海中的船或廣闊無際天空中的飛機,有了全球衛星定位系統,他們將不至於迷失方向,並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藉此提高運輸效率。最近由於電子科技的發達,全球定位系統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。其功用不但能當地圖使用,更能藉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,全球衛星定位系統大多與其他種類的衛星相輔相成,使得前述的各種衛星有更精確的定位能力,有大大的提高了資料的可用性。
    • 侦查卫星
    • 预警卫星
    • 反卫星卫星
  • 技术实验卫星

按飛行方式分類[编辑]

卫星服务[编辑]

发射国家和机构[编辑]

截止20世纪末,全球只有少数国家具有独立卫星发射能力。这些国家和地区包括(截止2013年):独联体国家/前苏联美国法国日本中国英国印度以色列伊朗朝鲜伊拉克的发射并未被承认。巴西在1997、1999和2003年进行了3次发射尝试,但均未成功。直到今天仍有少数国家依旧尝试进入航天俱乐部。早期意大利哈萨克斯坦都具备火箭和卫星研发技术条件,并且都有火箭发射场(圣马科意海上平台拜科努尔发射场,主要为美国和俄国担负发射任务)。 乌克兰具备火箭制造能力但却不具备发射场等条件。多国合作的欧洲空间局ESA,以及私有的海上发射公司等公司也被认为是航天俱乐部的成员。以下是航天俱乐部几大成员首次成功发射的卫星:


次序 发射时间
UTC
国家 卫星名称
原文
运载火箭
原文
发射地点
(坐标)
重量
kg
备注
1 1957年10月4日
19时28分34秒
 蘇聯 史普尼克1號
Спутник-1
斯普特尼克运载火箭
Спутник 8К71ПС
苏联哈萨克斯坦丘拉坦
拜科努尔航天发射场一号发射场区
45°55′13″N 63°20′32″E / 45.920278°N 63.342222°E / 45.920278; 63.342222
83.6 研究地球电离层、测量外太空大气层空气密度
2 1958年2月1日
03时47分56秒
 美国 探险者一号
Explorer 1
朱諾一號運載火箭
Juno I
美国佛罗里达州布里瓦德县卡纳维拉尔角
卡纳维拉尔角空军基地第26号发射工位A发射台
28°26′39″N 80°34′17″W / 28.44417°N 80.57139°W / 28.44417; -80.57139
13.7 测量宇宙射线、地球范艾伦辐射带微流星體以及卫星本体温度
3 1965年11月26日
14时47分21秒
 法国 阿斯泰利克斯
Astérix 1
钻石号A型运载火箭
Diamant A
阿尔及利亚贝沙尔省汉马吉尔
特种火箭联合测试中心B2发射场布丽吉特发射工位
30°46′42″N 3°03′14″W / 30.77833°N 3.05389°W / 30.77833; -3.05389
42 钻石号A型运载火箭性能试验
4 1970年2月11日
04时25分
 日本 大隅號(5)
おおすみ(5)
拉姆达-4S(5号机)
L-4Sロケット(5号機)
日本鹿儿岛县肝付町
內之浦宇宙空間觀測所拉姆达发射台
31°15′08″N 131°04′43″E / 31.2523°N 131.0785°E / 31.2523; 131.0785
23.8 试验运载火箭子级级间分离与火箭第4级入轨性能,卫星在轨運行10多小時
5 1970年4月24日
21时35分45秒
 中国 东方红一号 長征一號運載火箭(601904) 中国内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗
酒泉卫星发射中心二号发射场区5020工位
41°18′22″N 100°18′47″E / 41.306006°N 100.313158°E / 41.306006; 100.313158
173 之前各国首发卫星当中最重的一颗,探测外太空空间环境,测量卫星工程参数,轨道测控,播放《东方红
6 1971年10月28日
04时09分29秒
 英國 普罗斯帕罗
Prospero
黑箭號運載火箭(R3)
Black Arrow (R3)
澳大利亚南澳大利亚州伍默拉军事禁区
伍默拉试验场五号发射场区B发射台
30°57′00″S 136°27′34″E / 30.9500°S 136.4595°E / -30.9500; 136.4595
66 试验轻型太阳能电池帆板、热控以及电子设计,测量宇宙尘埃
1979年12月24日
17时14分38秒
欧洲空间局
欧空局
阿里安遥测设备舱1号
CAT 1
亞利安一號運載火箭(L-01)
Ariane 1 (L-01)
法国法屬圭亞那卡宴区库鲁
蓋亞那太空中心阿里安一号发射场区
5°14′10″S 52°46′30″W / 5.236°S 52.775°W / -5.236; -52.775
1602 阿里安一号运载火箭性能试验,携带压舱物
7 1980年7月18日
02时33分45秒
 印度 罗希尼1B号(RS-1)
Rohini-1B (RS-1)
रोहिणी1B (आर एस - १)
衛星運載火箭(3 D1)
Satellite Launch Vehicle (3 D1)
उपग्रह प्रक्षेपण यान (3 D1)
印度安得拉邦内洛尔县斯里赫里戈达岛
萨迪什·达万航天中心一号发射台
13°43′59″N 80°14′06″E / 13.733°N 80.235°E / 13.733; 80.235
40 卫星运载火箭性能试验,评估卫星性能,检验地面测控系统
8 1988年9月19日
09时34分
 以色列 地平线1号
אופק 1
沙維特運載火箭
שביט
以色列中央区帕勒马希姆
帕勒马希姆空军基地
31°53′04″N 34°40′49″E / 31.88444°N 34.68028°E / 31.88444; 34.68028
157 测量外太空大气层、磁场以及地球引力,进行外空间技术试验
1991年9月28日
07时05分
 乌克兰 六颗俄罗斯制天箭三号卫星[註 1]
Стрела-3
旋风三号运载火箭
Циклон-3
俄罗斯阿尔汉格尔斯克州米尔内
普列谢茨克航天发射场32号发射场区
62°54′23″N 40°47′12″E / 62.90639°N 40.78667°E / 62.90639; 40.78667
6×220 军用通讯卫星,苏联时期研制的运载火箭,火箭制造厂位于独立后的乌克兰境内,在俄罗斯境内发射升空。
1992年1月21日
15时00分00秒
 俄罗斯 宇宙2175号
Космос-2175
联盟-U型运载火箭
Союз-У
俄罗斯阿尔汉格尔斯克州米尔内
普列谢茨克航天发射场43号发射场区
62°55′12″N 40°28′1″E / 62.92000°N 40.46694°E / 62.92000; 40.46694
6600 军用侦测卫星
9 2009年2月2日
18时34分
 伊朗 希望号卫星
امید
信使2号运载火箭
سفیر ۲
伊朗塞姆南省塞姆南市
塞姆南发射场
35°14′5″N 53°55′15″E / 35.23472°N 53.92083°E / 35.23472; 53.92083
27 通讯卫星
10 2012年12月12日
00时49分46秒
 朝鮮 光明星3号 (2期)
광명성3호2호기위성
银河3号运载火箭
은하3호
朝鲜平安北道鐵山郡东昌里
西海卫星发射场
39°39′36.27″N 124°42′19.06″E / 39.6600750°N 124.7052944°E / 39.6600750; 124.7052944
100 通讯卫星,广播金日成、金正日将军歌曲。
2013年1月30日
07时00分00秒
 韩国 科学技术卫星2C号[參 1]
나로과학위성 2C호
罗老号运载火箭
나로호
韩国全罗南道高興郡
罗老宇宙中心
34°25′54.72″N 127°32′6.25″E / 34.4318667°N 127.5350694°E / 34.4318667; 127.5350694
100 科学与工程技术试验载荷,火箭一级由俄罗斯制造,二级、整流罩、载荷、发射场地等由韩国承担。


首次發射衛星的國家和地区[编辑]

首次衛星發射的國家和地区,包括本國自行發射和由他國幫助發射[2]
國家和地区 首次發射年份 首發衛星名稱 至今衛星數 (2012年)[3]
 蘇聯
( 俄罗斯)
1957
(1992)
史普尼克1號
(Cosmos-2175)
1453[4]
 美国 1958 探險者1號 1113
 英國 1962 Ariel 1 0029
 加拿大 1962 Alouette 1 0034
 義大利 1964 San Marco 1 0022
 法国 1965 Astérix 0057
 澳大利亚 1967 WRESAT 0012
 德国 1969 Azur 0042
 日本 1970 大隅號 0134
 中国 1970 東方紅一號 0140
 波兰 1973 Intercosmos Kopernikus 500 00001
 荷兰 1974 ANS 0005
 西班牙 1974 Intasat 0009
 印度 1975 Aryabhata 0034
 印尼 1976 Palapa A1 0010
 捷克斯洛伐克 1978 Magion 1 0005
 保加利亚 1981 Intercosmos Bulgaria 1300 0001
 巴西 1985 Brasilsat A1 0011
 墨西哥 1985 Morelos 1 0007
 瑞典 1986 Viking 0011
 以色列 1988 Ofeq 1 0007
 卢森堡 1988 Astra 1A 0015
 阿根廷 1990 Lusat 0010
 巴基斯坦 1990 Badr-1 0005
 韩国 1992 Kitsat A 0010
 葡萄牙 1993 PoSAT-1 0001
 泰国 1993 Thaicom 1 0006
 土耳其 1994 Turksat 1B 0005
 乌克兰 1995 Sich-1 0006
 智利 1995 FASat-Alfa 0001
 馬來西亞 1996 MEASAT 0004
 挪威 1997 Thor 2 0003
 菲律宾 1997 Mabuhay 1 0002
 埃及 1998 Nilesat 101 0003
 新加坡 1998 中新一號 0001
 中華民國 1999 福爾摩沙衛星一號 0009
 丹麦 1999 Ørsted 0004
 南非 1999 SUNSAT 0002
 沙烏地阿拉伯 2000 Saudisat 1A 0012
 阿联酋 2000 Thuraya 1 0003
 摩洛哥 2001 Maroc-Tubsat 0001
 阿尔及利亚 2002 Alsat 1 0001
 希臘 2003 Hellas Sat 2 0002
 塞浦路斯 2003 Hellas Sat 2 0002
 奈及利亞 2003 Nigeriasat 1 0002
 伊朗 2005 Sina-1 0004
 哈萨克斯坦 2006 KazSat 1 0001
 白俄罗斯 2006 BelKA 0001
 哥伦比亚 2007 Libertad 1 0001
 毛里求斯 2007 Rascom-QAF 1 0002
 越南 2008 VINASAT-1 0001
 委内瑞拉 2008 Venesat-1 0001
 瑞士 2009 SwissCube-1[5] 0001
 朝鮮 2012 光明星3號 0001
 韩国 2013 STSAT-2C 0001
首次衛星發射的國家,不包括幫助其他國家
次序 國家 首次發射年份 火箭 衛星
1  蘇聯 1957 Sputnik-PS Sputnik 1
2  美国 1958 朱诺一号运载火箭 探險者1號
3  法国 1965 Diamant Astérix
4  日本 1970 Lambda-4S Ōsumi
5  中国 1970 长征一号 東方紅一號
6  英國 1971 Black Arrow Prospero X-3
7  印度 1980 SLV Rohini
8  以色列 1988 Shavit Ofeq 1
 俄罗斯[1] 1992 Soyuz-U Template:Kosmos
 乌克兰[1] 1992 Tsyklon-3 Strela (x3, Russian)
9  伊朗 2009 信使二號 希望號
10  朝鮮 2012 銀河3號 光明星3號
11  韩国 2013 罗老号運載火箭 STSAT-2C

说明[编辑]

  1. 俄罗斯乌克兰的发射能力继承自前苏联,而非本国自身发展。
  2. 法国英国使用自己的发射器在外国航天发射场发射了本国的第一颗人造卫星。
  3. 伊拉克(1989)声称进行过轨道发射(相应地包括卫星和武器弹头),但未予承认。
  4. 除此以外,包括南非西班牙意大利德国加拿大澳大利亚阿根廷埃及在内的国家以及例如OTRAG这样的私人公司,都发展了各自的发射器,但均未成功发射。
  5. 截至2013年,只有十个上述列表中的国家(俄罗斯乌克兰取代前苏联,以及美国日本中国印度以色列伊朗朝鲜韩国)和一个区域组织(欧洲空间局,ESA)通过本国研制的发射装置独立地完成了人造卫星发射。(现时英国法国的发射能力归于欧洲空间局之下)
  6. 不少其它国家和地区,包括巴西巴基斯坦罗马尼亚台湾印度尼西亚哈萨克斯坦澳大利亚马来西亚以及土耳其,正处于开发各自小型发射器能力的不同阶段。

著名的人造衛星[编辑]

著名的人造卫星,按發射時間排列:

参阅[编辑]

注释[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ ,谢础, 贾玉红, 黄俊, 吴永康. 航空航天技术概论(第2版). 北京航空航天大学出版社. 2008: 8. ISBN 978-7-81124-428-1. 
  2. ^ satellite.com/tse/online/thema_first.html First time in History. The Satellite Encyclopedia. [2011-05-01]. 
  3. ^ SATCAT Boxscore. celestrak.com. [2011-05-01]. 
  4. ^ 独联体数据
  5. ^ India launches Switzerland's first satellite
  1. ^ Bergin, Chris. South Korea launch STSAT-2C via KSLV-1. NASASpaceflight.com. 2013-01-30 [2013-02-01] (英文). 

參考书目[编辑]

外部链接[编辑]