卫星的种类有哪些种类(卫星的种类)
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人类卫星的主要类型有哪些(人类卫星的主要类型)?火星上有多少颗卫星?卫星主要有哪些类型?
1957年10月4日,在东西方冷战的高峰期,苏联拜科努尔航天中心秘密发射了人造卫星1号。仅仅10多分钟后,人类之一的航天运载火箭将卫星送入太空,铺天盖地的消息瞬间从苏联涌入世界,震惊世界。
Putnik-1卫星(来源公共版权)
从此,地球进入人造卫星时代在此前的45亿年里,地球只有一颗天然卫星,月球——。Putnik-1,这个智慧的人类生命送给地球母亲的另一颗卫星。它拉开了人类航天史的帷幕。到2020年,将有超过10,000个人造物体环绕地球。
它对世界的影响是惊人的。卫星进入太空后,距离地球只有215公里,绕地球一周只需96分钟,这意味着其轨迹下一定有美国领土或海外领土。这种影响力从《》的头条就能看出来《苏联首个卫星进入太空,以18000英里时速环绕地球,每天从美国上空经过4次!》。
一场激烈的太空竞赛开始了。对于卫星来说,它确实有一系列地球表面的人造飞行器所不具备的优势
1.一旦卫星被送入轨道,地球引力就会产生向心效应,卫星几乎可以无限制地绕地球飞行,不受干扰。比如中国1970年发射的东方红一号卫星,今天还在飞。
2.大多数卫星可以在太空中轻松获得来自太阳的能量,完全不受天气等因素的影响,而太阳的能量几乎是无限的。这意味着卫星的寿命基本上只取决于其部件的寿命。美国著名的GOES-3卫星在太空连续工作了38年(1978-2016)!著名的旅行者1号和2号已经在太空工作了43年,现在还在工作,依靠的是核电池。他们正在离开太阳系的路上!
1977年发射后,旅行者1号和2号一直工作至今(来源NASA)
3.卫星移动速度很快,一般在3.6-7.7公里/秒之间,很快就能绕地球一圈。其高度一般在200-36000公里之间,“站得高,看得远”。它收集信息的速度比任何传统方式都快。
4.卫星可以搭载各种有效载荷,发挥完全不同的功能,拓展空间巨大。
早期的卫星大多处于航天技术验证阶段,基本功能只是广播和简单的科学实验。,它的各种潜力很快被开发出来。随着人类航天事业的63年,卫星的家族越来越广,分类也越来越多样。本文主要区别于应用。目前,有以下类型的卫星。
一.通信卫星
顾名思义,通信卫星是现代社会传递信息的烽火台和千里马。它的基本工作是在用户之间高效准确地传递信息。人类需要的信息种类繁多。而电视直播数据、移动通信数据、广播数据、互联网数据,甚至月球和火星上的着陆器/巡视器的科研数据,都需要通过通信卫星传输。,通信卫星是人类研究最早、最深入、最多样的卫星类型。
根据不同的要求,通信卫星使用的轨道平面也几乎涵盖了所有类型。最著名的是地球静止轨道,位于赤道上方35786公里。轨道与地球自转同步。从地面看,是永久固定的“烽火台”,适用于大型通信卫星。而且因为视野高,一个可以覆盖地球40%左右的面积,只有三个可以实现全球覆盖。著名的中兴系列、天联系列、信诺系列都是为此而用。
典型的Viasat2通信卫星(来源公共版权)
由于俄罗斯高纬度地区幅员辽阔,无法通过地球静止轨道有效服务,发射了一颗特殊的闪电轨道通信卫星,使卫星长时间停留在北半球高纬度地区上空。近几年,LEO通信卫星网也很热。SpaceX的星链计划部署超过4万颗卫星,提供全球互联网服务。中国发射到月球的鹊桥号和即将发射到火星的田文一号也将发射升空
第二,导航卫星。
通信是典型的用户-卫星-用户双向信息传输。
传送方式,导航卫星是通信卫星的衍生应用,但目前全球主流导航卫星都是卫星-用户单向信息传送方式。一颗卫星只需要不断地向地面广播它的准确位置和时间。当用户接收到三颗以上的卫星数据时,可以计算出与卫星的精确距离,从而建立方程组求解三维坐标和时间信息。因为用户不需要全程与卫星互动,所以理论上来说,用户数量是无限的,就像电台不需要在意有多少用户在听一样。导航卫星一般部署在距离地球近2万公里的高空,每12小时绕地球一周,24颗卫星足以满足理想的定位服务要求。
导航卫星的应用价值很大。可以实现全天候、全天时、全球覆盖的高精度导航定位授时服务,彻底颠覆了人类个人出行和物流的方式。人类离不开美国的GPS、中国的北斗、欧洲的伽利略、俄国的GLONASS等著名系统,而且还培育了巨大的商业应用市场,甚至远超通信卫星市场。
中国北斗卫星导航系统(来源中国北斗办公室)
值得一提的是,中国北斗卫星导航系统经过26年的发展,已于2020年6月建成。是唯一包含中远地球轨道和GEO(倾斜静止)的系统,其中GEO可以提供类似于通信卫星双向信息传输的短消息服务,这是独一无二的。
三。气象卫星
地球上几乎所有的陆生生物都只能生活在大气层的底部,对流层,这里的天气变幻莫测。对于农林牧渔等对天气极其敏感的行业来说,天气预报的准确性是决定性的。气象卫星有其独特的优势飞得高,其他的山在天空下都显得矮小.,气象卫星是人类进入太空时代后几乎一次性开始研发的重要卫星类型。经过这么多年的发展,它已经完全融入了每个人的生活,甚至当你看天气预报的时候,你根本没有意识到这是它的贡献。
著名的微信开机画面“变脸”事件,右图背景为风云四号A星拍摄的实景(来源微信)
在实际应用中,位于赤道上空静止轨道的气象卫星极其重要,它可以稳定地盯着一个固定的大区域。例如,风云四号卫星可以在各个波段实时观测整个中国大陆。由于视角是固定的,任何相对变化都可以清晰地观察到。但距离地球表面(35786公里)太远,无法清晰观察细节。,高度只有850公里左右的风云三号系列,需要与低轨道极轨卫星相匹配,100分钟左右就能绕地球一圈,几颗卫星就能实现高效率、高分辨率的中国“洞察”。这些年来,中国在农林牧渔、防灾减灾等领域取得了重大突破,做出了巨大贡献。
四。遥感卫星
与庞大的地球相比,人类活动的范围其实微不足道,城市的建成区面积甚至不到陆地面积的1%,更不用说浩瀚的海洋了。汽车、轮船、飞机等各种人类探测工具根本无法进行全覆盖、高时效性的综合观测。太空时代提供了一个极好的方案。大量低轨道卫星(300-2000公里高)携带各种科学仪器,可以在极短的时间内绕地球飞行。而且卫星的使用寿命一般可以长达数年,能够长期稳定提供海量观测数据,远超其他任何人类工具。
欧洲环境卫星是一颗综合地球观测卫星(来源欧空局)
高分系列、资源系列、海洋系列等典型应用,在国土勘查、资源勘探、防灾减灾、农林牧渔等领域发挥了巨大作用。他们是私人助理
科学是人类探索未知的钥匙。因为人类的未知太多,自然科学的类型也是五花八门。太空时代的到来也颠覆了无数科学领域的发展模式。比如天文、物理、地球科学等领域,在进行地面实验时,往往会深受大气、地球引力、地表空间环境等因素的干扰。进入太空后,是完全不同的情况,那里几乎没有重力,没有大气层,有最原始的太阳和宇宙辐射环境,可以更大程度地仰望和记录真实数据。
哈勃太空望远镜(来源美国宇航局)
比如著名的太空望远镜系列,如哈勃、施皮茨、赫歇尔、盖亚、开普勒等,极大地拓展了天文学的发展。中国也是如此。悟空和颜回让我们有机会看到宇宙深处的秘密。在地球重力场、全球磁场、大气研究、地表地下水循环、冰架冰川变化、气候变化等领域,许多科学卫星不仅实现了前所未有的覆盖范围,还实现了前所未有的精度。返回式卫星的出现还可以进行农业育种、高科技材料的制备、生物实验等。在太空中进行后返回地球进行进一步加工,极大地丰富了相关产业的发展空间。
科学探测器也是人类研究宇宙中邻居的更好工具。人类已经把科学探索的脚步送上了月球、太阳系八大行星、许多矮行星和小行星、彗星、太阳,甚至在走出太阳系的旅途上。这些深空中的科学探测器也成为了人类更好的使者。
不及物动词军事卫星
载人航天的起点是为军队服务的V2导弹/火箭,后续的很多任务定位也是如此。可以说,军用卫星是所有卫星类型的基本起点。所以军用卫星基本涵盖了以上所有类别。不过相比较而言,军用卫星更大的特点是极其昂贵。他们不仅追求极致的性能,还追求极致的安全性,比如抗干扰能力,这就导致军用卫星的价格高得惊人。
1984年锁眼卫星拍摄的军用造船厂高清图片(来源公共版权)
军用卫星也换来了相应的价值,民用领域也受益。比如著名的keyhole系列,早在七八十年代就能够传回军事基地的超高清图片,以至于后来的哈勃太空望远镜就是基于它的民用版,已经服役了30年。哈勃望远镜几乎是单枪匹马推动了人类天文学的大飞跃。广泛使用的GPS系统直到今天仍然是属于美国空军的军用系统,但其中一部分已经开放民用。
人类的主要卫星有哪些?
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