“卫星”是人造卫星或自然卫星。通常,人造卫星是指一台人造机器被发射进入太空,然后会在太空环绕地球或另一个天体运转。无论是自然卫星,还是人造卫星,它们的共同特征都是按照圆和椭圆的轨道做周期性运行的物体,但人造卫星可以按照工程师规定的方案运行,如航天飞机、飞船,以及各种各样的环绕地球或其他行星运转的人造装置,
为什么人造卫星非常有用
人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器,主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等各个领域。
在没有人造卫星之前,电视信号不能传播太远,而且电视信号只能以直线传播,所以电视信号不会跟随地球的曲线传播,有时会被高山或高楼会阻止。打电话到遥远的地方也是一个问题,长距离或水下安装电话线很困难,成本很高。随着通信卫星的出现,电视信号或电话信号通过卫星转播,几乎可以传播地球任何位置。
另外,卫星的鸟瞰可以让人们一次看到大面积的地球,所以卫星可以更快地、更多地收集地球数据。而在地面上的任何装备都不具备这种能力。
卫星还可以比地面的望远镜更好地看到太空,因为卫星飞过云层,可以避免大气中的灰尘和分子的会阻挡,获得比地面视野更好环境。
卫星的轨道
大多数卫星是通过火箭发射进入太空的,当火箭速度大于第一宇宙速度时,卫星就可以绕地球旋转。如果小于或大于第一宇宙速度,卫星就可能以抛物线或抛物线的形式脱离回落到地球或地球引力束缚。距离地面的高度不同,卫星运行的速度也是不同的。目前人类发射的大部分卫星,都是运行在近地轨道空间。有很多特殊轨道,如地球静止轨道、大椭圆轨道、太阳同步轨道、极地轨道、闪电轨道等,这里仅仅介绍“地球静止轨道” 和“极地轨道”。
地球静止轨道,距离地面高度为36000公里,在赤道上从西向东运行。从地球上看,地球静止卫星看起来好像总是站在同一个位置上。
极地轨道,从北极到南极的南北方向行进。随着地球旋转,这个轨道的卫星可以扫描整个地球。
卫星的对地覆盖(左)和两种特殊类型轨道(右)
为什么卫星不会互相碰撞
卫星碰撞是很少见的,因为当卫星发射时,一般是将新部署的卫星避开已经在轨运行的卫星。但是由于在轨卫星受到地球摄动力的影响。轨道也不是一成不变的,所以随着越来越多的卫星进入太空,碰撞的可能性也随之增大。
2009年2月,一颗美国的卫星与一颗俄罗斯的卫星在太空中相撞。但是,这次撞击被认为是一次意外的相撞。
美国卫星与俄罗斯卫星相撞(艺术绘画)
卫星轨道高度与任务的关系
在空间环境中,卫星轨道可以划分为低轨道、中轨道和高轨道,至于采用哪个轨道,完全取决于卫星任务。
卫星轨道高度与任务的关系