各种各样的人造卫星Word格式文档下载.docx

1、但是卫星不停地绕地面运行，只有地面上看到卫星时才能接收信号，因此，对某一地点来说就不能随时都能通信。这就要求通信卫星相对于地球是静止的，才能稳定通信。如果把卫星发射到离地面35800公里高度，那么它绕地球运行一周，正好等于地球的一天，与地球自转的速度同步，卫星相对于地球就是静止的。这个轨道就是同步轨道。一颗通信卫星在这个高度上可以覆盖地球表面积的三分之一。因此，在赤道上空等距安排三颗同步通信卫星，就可以实现全球通信，成一组国际通信卫星，当然还需要配备专门的地面接收和发射站。下图即为我国的WD-6六米卫星通信地面站。 同时，通信卫星要对地面站接收和发射信号，就要控制卫星的姿态，使无线始终对着地球

2、。最新的V号国际通信卫星有12000条电话线路，两套彩色电视通道，重1吨，寿命7年。国际通信卫星是全世界（除两极外）交流信息的重要工具。发射同步通信卫星比发射一般卫星要复杂得多，艰难得多。首先要把卫星发射到180250公里高度的圆形轨道上。然后，待卫星运行到赤道上空时，卫星上的第三级火箭再次点火，使卫星进入远地点35800公里的大椭圆形转移轨道上。在这个高度上，再给卫星的远地点火箭点火，把卫星推移到离地35800公里的赤道上空的同步轨道上。在太空点火的这一圈轨道称为“点火圈”。在发射通信卫星时，对远地点氢氧火箭点火是关系到通信卫星能否成功进入同步轨道的关键，地面工作人员都非常重视。万一点不着火

3、，卫星只能留在转移轨道上运行，直至坠落。如果点火时间错过或控制姿态不对，这颗卫星就漫无目标飞向茫茫太空，去如黄鹤。1984年4月8日，我国首次用“长征三号”火箭把第一颗试验同步通信卫星射入太空，远地点点火一次成功，把通信卫星准确送到同步轨道上。从此，我国也拥有自己研制和发射的同步卫星了，到1993年止，我国已发射了6颗。随着这些卫星的发射和应用，我国的通信、电视、广播事业进入了新的发展阶段。通过通信卫星，开通了数字传真、图像传递、广播电视转播业务，改变了边远地区收视难、通信难的状况。我国通信卫星传送中央人民广播电台30路对外广播、传播中央电视台多套节目、两套教育节目和西藏电视台节目，并用时分制

4、方式分别传递云南、贵州、新疆等电视台的节目。目前，我国还在各主要城市修建中型卫星通信地面站，使7000多条卫星国际电话线路开通，实现了各种信息的快速传递。二、太空望远镜以往天文观测是用可见光和无线电技术，是通过观测天体和星际物质所发射或投射的可见光和无线电波来进行研究的。现在，除传统的光学天文学和射电天文学外，又兴起了空间天文学，使古老的天文学又焕发了青春。人类在宇宙空间建立天文观测站，把天文台搬上天空，可以避开地球稠密大气层对天体光谱的吸收和大气湍流对天体观测的影响。美国发射的“哈勃”太空望远镜就是一颗天文卫星，也是一座小型的空间天文台。它是以近代美国天文学家埃德温哈勃的名字命名的。“哈勃”

5、太空望远镜能观察到比现在地面天文台所能观察到的暗50倍的天体，视距也从50亿光年扩大到了140亿光年，充分发挥了空间观测的优势。光学望远镜是天文卫星的心脏，它主要包括有主反射镜、副反射镜、仪器设备等。光从舱门射入到主反射镜上，再反射到副反射镜上。而后，光又从副反射镜反射到主反射镜中心的小孔中，并在孔后成像。观测到的图像由科学仪器记录下来、传送出去。“哈勃”天文卫星耗资21亿美元，由航天飞机直接运上太空轨道，在地面站遥控下独立工作。同步通信卫星对它的往返信息承担着中转传输的任务，把它观测的数据源源传送给地面站，并将地面站对它的跟踪和遥控信息转送上去。哈勃太空望远镜为天文学界增添了一个新天文观测工

6、具，可以更好观测天体，揭示出宇宙中的一些重大秘密。据称，美国又于1997年在它的上面增添新的设备，研究宇宙的红外辐射；1999年将对它进行一次维修，然后推进到更高的轨道上，将为人类进一步揭示宇宙的奥秘做出新的贡献。三、测地卫星这种人造卫星最初称为“地球资源技术卫星”，后来改称为“测地卫星”。卫星上装有高分辨率照像机、红外探测仪、测地雷达等各种遥感、遥测设备，可以进行地质勘探、农业调查、环境污染监视、森林火警、测绘沙漠戈壁高山河川地质图等工作，其中有些项目是在大气层内难以完成的。卫星上用红外遥感能觉察到地面上一根火柴的热量，能分辨出30厘米的物体。曾从测地卫星拍摄发回的照片中，发现了地图上历来没

7、有标明的湖泊，而找到苏丹油田；从磁场变异中找到巴西的锡矿和澳大利亚的铀矿。从卫星的照片上，还可以发现地下断层的结构，使铁路选线得以优化、避开滑坡和断层，这是人工测绘难以做到的。美国曾用测地卫星引导破冰沿海湾破冰，勘察破冰的深度。美国的测地卫星于1978年估算了苏联的小麦产量，比后来苏联官方提出的小麦产量仅少1，测算的精度之高，确实令人惊叹！测地卫星多选用太阳同步轨道。这种卫星的轨道平面绕地球自转，跟地球公转方向相同，速度的大小基本一致，即它的轨道平面与太阳到地心连线的夹角保持不变，卫星都能得到阳光的照射，有利于对地观测和拍摄地形照片。1972年美国发射的“陆地卫星-1”，就是在太阳同步轨道运行

8、的，在赤道上的光照角设计为37.5。如果地球不绕太阳公转的话，则光照角是不会改变的。但是，地球带着这卫星绕太阳公转，光照角每天要增加0.9856（360/365.25天）。这样，地球从秋分位置运行到立冬位置时，太阳的光照角就会变为82.5，到了冬至时就变为127.5如果卫星的轨道平面向东转动，每天也转过0.9856，那么，地球公转引起光照角的变化也就消除了，保持了光照角不变，而达到了与太阳同步的要求了。1985、1986年，我国分别发射了两颗国土普查卫星，拍摄3000多幅国土卫星照片（简称卫片）每幅卫片的覆盖面积为2000平方公里。通过这些卫片，发现了塔里木盆地新的油田构造，在内蒙古找到铁矿和

9、铬矿；查明了京、津、塘地区近10种资源；查清了黄河、滦河、海河三大富含泥沙河流的活动规律及其相互作用的关系。1988年我国和巴西开始合作研制“资源1号”地球资源探测卫星，将采用太阳同步轨道运行。这颗卫星现在已进入全面研制阶段，它拟用“长征”4号乙运载火箭从山西太原卫星发射中心发射。这颗卫星可用于监测国土资源的变化、每年更新全国的利用图、测量全国耕地面积、农作物估产、监测自然灾害和人为的灾害等，这必将为我国的资源普查、勘察等提供现代化的新手段。四、太空气象站在陆地上大量建立气象站，费用大，况且海洋覆盖了约70的地球表面，完全不可能建站，因此只能在小范围内观测天气，传统的天气预报往往不准，有时会造

10、成巨大的经济损失。要是把气象站搬到太空上去，情况就大不一样。气象卫星装有各种气象测量仪器和信息传输系统，可以把测出的大气参数和太阳辐射等数据传输到地面上来。电视摄像机能拍下方圆1000公里以上范围云层的照片，随时可以掌握瞬息万变的天气情况，把信息送往世界各地。美国发射的云雨气象卫星能始终对着地球，稳定在轨道上运行。卫星上装有自动传输系统，面对卫星的任何地方、任何人都可以用比较简便的设备接收半径为1610公里的当地云层覆盖图。气象卫星的预警使得数千公顷的庄稼免遭灾害和成千上万人免受飓风的袭击。美国利用气象卫星准确预报天气，每年可减少自然灾害带来的损失达20亿美元。气象卫星是现阶段最先进的气象观测

11、手段。1988年9月7日，我国在太原卫星发射基地发射了在太阳同步轨道上运行的“风云1号”气象卫星，拍摄的云图照片，纹理清晰，层次丰富，标志着我国气象卫星事业的现代化进入了新的发展阶段。1990年我国发射第二颗气象卫星，性能有了进一步改善，拍摄云图的质量与美国当代气象卫星的水平相当。现在，中国空间技术研究院在加紧研制具有国际先进水平的减灾卫星，拟于2000年发射，利用卫星遥感器来日夜监视地球。下图为我国第一颗静止轨道气象卫星风云二号卫星。它每半小时可获取一幅可见光、红外线和水汽光谱特性的云图，覆盖地球约三分之一的面积。它覆盖了我国全部领土和领海，极大地提高和加强了我国短期天气预报的水平。五、空间

12、导航飞机和船只装上雷达，可根据多普勒效应测出在已知轨道上运行的导航卫星的相对距离和方位，再通过计算机换算后就可确定自己在大地坐标上的位置。那么多普勒效应是怎么一回事呢？你要是站在铁路旁看到火车疾速驶来，会听到汽笛的声调（频率）突然升高，而离去时，汽笛的声调突然降低。就是说，当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率不同。当两者相接近时接收到的频率升高，当相对离开时频率则降低。这种现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，就称多普勒效应。前苏联发射第一颗人造卫星时，美国约翰霍普金斯大学的两位年轻教师就用多普勒仪对卫星进行跟踪试验，算出和预报了卫星的运行轨道。因此导航卫星起着“全天

13、候”导向的作用，云层对它也无能为力，它非常适用于对天上的、陆上的、水上的、水下的航行工具的导航，是太空的“指南针”。由于导航卫星是在轨道上运行的，飞机或船只不可能在任何时刻都能用雷达测到导航卫星，为此，美国研制的卫星导航系统采用均布在轨道平面上的24颗卫星组成的3个卫星网来进行导航。这样，在地球上的任何地方至少能同时看到6颗导航卫星，飞机、船只等就可随时随地用它来导航了。它的导航定位距离误差在69米之内，测出的速度误差小于0.6米秒，定位所需的时间不超过1分钟。卫星导航，这种先进的导航手段，必将在海、陆、空各种运输工具和军事武器中越来越普遍得到应用。六、空间平台随着航天技术的发展，人造卫星逐渐

14、暴露出许多难以解决的问题，已不能满足人类的进一步需要。人造卫星的有效载荷小，功能单一、成本高，一旦发射上天，就很难再加注燃料，修换部件，因此寿命只有几年。各国单一用途的卫星相继发射上天，造成空间轨道的拥挤，限制了它的功能和应用范围。为此，70年代中期，空间平台的设想便应运而生了。空间平台可采用大型构件积木式组装建成。可以设有多种对接口，供航天飞机、轨道间飞行器等“停泊”，可加注燃料、更换、修理构件和设备，使之永久性留在空间工作。由于平台的有效载荷大，可同时搭载通信、气象、天文等多种学科所需的大型设备。空间平台与空间站相比，由于不载人，只要人给予短期照料就可以了，因此风险小，投资少，技术可行，没

15、有污染，不受干扰。发射一个空间平台，耗资仅相当于发射数颗人造卫星，但它能灵活地执行各种复杂的马拉松式的太空任务。空间平台具有多学科关联工作或各种有效载荷同步工作的优点，不但大幅度降低了成本，也缓解了轨道拥挤状况。因此许多国家都竟相研究开发。这种由人造卫星发展起来的组合式大型“超级卫星”，将是21世纪应用卫星发展的必然趋势。80年代开始，许多国家都投入空间平台的研究，提出的方案也不少，有共轨平台、极轨平台、静止平台、地球观测极轨平台、科学与应用平台等等。有些空间平台，人们考虑在空间组装，然后用机动火箭由转移轨道推向地球同步轨道或太阳同步轨道。空间平台可以与空间站共轨运行，共同用一种资源舱，可以得

16、到在空间站附近运行的小型轨道间载人飞行器的定期支援。平台的起码要求是关键设备要容易装拆、宇航员进出平台要方便，各分系统都应是单元体结构，以便于维护和扩充功能。欧洲空间局提出一种“卫星簇式”的专用通信平台方案就很有特色。它是将9颗小型卫星置于同一轨道上，作“编队运行”，形成星座。各卫星之间用激光或微波线路连接，形成无机械连接的大型空间平台。预计，到21世纪空间平台将逐步取代各类应用卫星，在太空大放异彩。七、太空反卫星武器人们已经把雷达站、气象站、导航台、监视台、天文台搬上了太空，发展成各种专用卫星。或许你会想到，会不会把战争舞台也搬上太空呢？看来有可能。有些应用卫星装的像“平民百姓”，其实是不穿

17、军装的“军人”。一旦发生战争，它们就会摇身一变，披甲上阵，为军事效力，成为军事卫星了。你看！通信卫星不就可以成为迅速、大容量向首脑机关和武器系统传递数据和指挥信息的桥梁么！测地卫星上的红外遥感探测器不也可以探测地下掩体，或感受洲际弹道导弹、巡航导弹发射时的红外辐射，探测出它的方位，及时预警么！气象卫星不也可以及时、准确发播战区的气象么！导航卫星为海、陆、空武器导航不更是反应快速、得心应手么！说不定将来外层空间发生战争，天文卫星还会派上用场哩！将来要是发生战争，人们想到，外层空间的卫星“手无寸铁”，又是军队的“耳目”，理所当然会首当其冲地被作为摧毁的目标。未来的战争很可能就从外层空间的反卫星战开

18、始，于是空间武器和防御办法也相应发展起来了。对付敌方军事卫星的办法可从大气层内发射或由空间轨道上的卫星直接发射反卫星武器，对它进行干扰、打击和破坏。目前，进攻和防御用的空间武器发展有反卫星武器、卫星轰炸武器、动能武器和定向能武器。将来太空战，敌对双方军事卫星之间、航天飞机与空间站之间将出现格斗的局面。现在，美国可以从航天飞机上投放和发射反卫星武器，摧毁敌方的卫星，或用航天飞机去攫取敌方的卫星。八、动能武器1985年9月13日，美国用一种三级小型的反卫星导弹，装在F15战斗机腹部发射架上，首次发射便击毁美国已报废的一颗低轨道试验卫星。当F-15战斗机爬升到1015公里高空时，根据地面站的指令，驾

19、驶员按下发射按钮，导弹射出。它的1、2级固体火箭相继点火，由惯性制导系统控制飞行，燃料烧完后抛掉外壳。当导弹飞入大气外层空间时，弹头上的红外探测器自动搜索、跟踪目标。接近目标时，弹头上的第三级固体火箭点火，加速冲上，将报废的实验卫星撞毁。这种反卫星导弹靠弹头和卫星之间极高的相对速度（高达每秒10公里以上），也就是相对动能极大，就能有效地拦截、击毁卫星。这种拦截导弹就是一种动能武器。道理很简单，飞机在高速飞行中，如果有一只小鸟飞来，迎面相撞，就会把飞机打坏，鸟飞的速度虽然不快，但是相对速度很大，动能就很大。动能武器的弹头不装炸药，靠直接撞击来催毁目标，因此需要极高的命中精度。动能武器除了用火箭推

20、进外，还有一种是用电磁力推动的电磁炮。电磁炮用电磁力来加速弹头，本身的速度就可达到10公里秒，比炮弹快数倍，比导弹的飞行速度也快得多。80年代初，苏联曾经试验改变卫星的倾角，在几百公里的高度上飞行，绕地球12圈后，卫星就以6000公里/小时的相对速度接近目标卫星，在距离目标1公里处发射空间武器摧毁敌方卫星。为预防受到空间武器的袭击，军事卫星上也采取了防御措施，加强了卫星的壳体，加装了报警装置。当发现敌方卫星来袭时，它就启动火箭，远离来袭卫星的轨道。有一种装有核弹头的卫星，平时环绕在地球轨道上运行，如果地面站发给遥控指令，它就立即点火启动火箭，脱离轨道，再入大气层，居高临下攻击目标。这种卫星就称

21、“卫星轰炸武器”，其实是一种“自杀攻击”的卫星，可简称“自杀卫星”。这种自杀卫星的反应速度快、攻击力强，很难对付它。可惜它的代价太高，只用于攻击敌方的战略目标。九、定向能武器它是靠定向发射激光、粒子束和微波能束等能量来伤毁目标的武器。目前最有效的、最可能实现的是激光武器，它是靠强大的激光束击毁或烧毁来袭的导弹。激光武器反弹道导弹的过程是：当地球同步预警卫星的红外探测器探测到敌方洲际弹道导弹发射时，就立即发出警报，指令地面上的激光武器向太空辐射出一束束高能激光，由同步卫星上的大型反射镜将激光束折射到飞行中的弹道导弹或敌方的低轨道卫星上，将其摧毁，另外一种办法是由航天飞机或飞船运载，将大型激光器送

22、入太空，成为“激光卫星”武器，直接将激光束对准敌方的卫星或洲际导弹，予以击毁，真像我国神话小说中神仙的魔镜、照妖镜之类的武器，神奇极了。如果敌方同时发射上百成千的导弹，那么就需好几百面反射镜在太空飞转，众多的“激光卫星”在天上运行，这种规模庞大、壮观的阵容，恐怕还不是目前所能办到的。十、粒子束武器它是利用大型加速器将粒子源产生的电子、质子和离子加速到近光速，并用磁场聚成密集的束流射出，来击毁目标。微波能束武器是用强微波能束来杀伤目标的射频武器。其实，外层空间的军事化不是什么新问题，从50年代第一批导弹研制成功起，就开始了军事化的进程。随着航天技术的发展，军队对卫星的依赖性将逐渐增大。未来战争的胜负在很大程度上将受外层空间优势的影响。有的国家在加紧研制反卫星武器，抢先打掉敌方的卫星，以一开始就取得战争的主动权。