当我们跟随回忆的脚步走过这段坎坷岁月时,卫星登天的艰辛历程依然能拨动我们的心弦。长风破浪会有时,如今我国航天事业在卫星领域已十分成熟,成功发射了多种类型的人造卫星。下面,让我们一起来系统地了解卫星吧!
人造卫星的类别很多,早期的卫星大多与东方红一号相似,仅仅是科学实验卫星,它们的基本功能是广播和简单的科学实验等。但很快,具有各种潜力的卫星被开发研制了出来。随着人类科技的进步,航天技术经过漫长的发展,对实验和数据的需求量逐渐增加,卫星的种类随之不断增加并细分,使得卫星家族的成员越来越多,分类方法也是多种多样。
我们就根据应用分类法来对卫星家族进行初步了解吧!
卫星家族的第一个类别是通信卫星。顾名思义,通信卫星的主要功能是传递信息。从前车马船行都很慢,邮寄一份思念要用许多年,但自从有了通信卫星,当思念远方的亲人时,我们只需一眨眼的工夫就可以让他知道了!
Q:卫星信号是如何传回地球的呢?
A:我国各地分散着许多卫星信号接收站,负责接收遥远太空中卫星传来的信息。
如今正是一个信息爆炸的时代,每天都有海量的信息在网络内川流不息,电视、广播早已经无法满足人们对于信息传播的需求,通信卫星恰恰可以将信息准确而高速地在用户之间传递。还有直播数据、移动通信数据、互联网数据,甚至月球和其他星球的科学探测数据,都可以由通信卫星来中转和传递。
由于通信对人类来说十分重要,通信卫星自然成为人类研究得最早、最深入,种类最繁多的卫星类型。
按照需求的不同,通信卫星在投入使用时的轨道面也不同,几乎囊括了所有的轨道类型。最常见的是位于赤道上空的静止地球轨道,周期与地球自转同步,非常适合大型通信卫星工作。因此,运行在这个轨道上的通信卫星就像是太空中的“绿邮筒”,它始终立在那里,等待着为你“邮寄思念”。
近些年,随着我国“星链计划”的推进,低轨道通信卫星逐渐成为主力军。
说到导航卫星就必须要提到我国的北斗卫星系统,经过26年的攻坚克难,这个系统已于2020年6月完美竣工。目前它是我国唯一包括中远地球轨道和同步地球轨道的导航星座,标志着我国导航星座发展又向前迈进一步。
导航卫星是通信卫星的衍生应用产品,它与通信卫星的不同主要在于传递模式。一般的通信卫星是典型的“用户-卫星-用户”模式,进行双向信息传递,而导航卫星只进行“卫星-用户”这样的单向信息传递。导航卫星不断地向地面接收站传送自身的精确位置和时间,用户当接收到至少三颗导航卫星的信号时,通过计算得出与卫星之间的准确距离,就可以建立方程组计算三维坐标和时间信息,确定自己在地球上的精确位置。
导航卫星在运行时不需要与用户进行交互,因此工作能力能够集中在向地面传输数据的精度上。我们可以将导航卫星比作电视信号塔,它只需要专心播放电视内容即可,不必对电视机前的观众有任何回应。
导航卫星对人类生活的价值极大,甚至已经改变了人类数千年来的生活方式与交通方式。现在,导航卫星已经与我们的生活紧密融合,无法分割。
气象是一个极其敏感的领域,地球上的大气层组成了“防护罩”,为所有生物提供了赖以生存的环境。然而大气层内部却是变化多端的,气流的变换往往可以引发自然灾害。因此,监控气象对于我们的生活来说尤为重要,不仅要进行每日天气状况的预测,还要进行危险预警、灾害预测。自从有了气象卫星这个好帮手,因气象问题引发的灾难就可以提前预报了。
科学卫星主要用于科学探测和研究,根据用途不同安装望远镜、光谱分析仪、盖革计数器等设备,可以称得上是人类探索未知的钥匙。通过科学卫星,科学家们获得了大量有关空间物理环境和各种天体空间物质的宝贵资料。作为卫星家族中的“敢死队”,它们个个都具备献身精神,经常背负着“出生入死”的重任,如探索太阳辐射等。大多数科学卫星都为了科学而献身,极少能够安全回到地球。
科学卫星主要包括空间物理探测卫星、天文卫星、生物卫星和空间微重力实验卫星等,用来研究地球或其他星球的大气层、辐射带、磁层,以及宇宙射线、太阳辐射等,并可以观测其他星体。
空间物理探测卫星的主要功能是对空间物理现象和过程进行探测和研究。它们通常在距离地面数百千米高的轨道长期运行,承载着最先进的科学探测仪器,能够不受大气层影响,直接对空间环境进行探测。空间物理探测卫星服务于空间物理学科的发展需求,它的出现推动了空间物理学科的发展。如今,空间物理探测卫星也形成了多星联动的探测网。
天文卫星的主要功能是对宇宙天体和其他空间物质进行观测,与它的兄弟空间物理探测卫星相同,它们都运行在距地面几百千米高的轨道上。不同的是,天文卫星接收的是宇宙天体辐射出来的各种波段电磁波,为空间天文学的诞生和发展打下了坚实的基础。
微重力科学实验卫星探索的是各种有生命或无生命的物质在空间微重力条件下的行为和特征,其中包括空间材料科学实验、空间生命科学实验和空间基本物理化学实验等。其中,专门用于进行空间生命实验的卫星还有另一个名字——生物卫星。