人造衛星












美國DSP紅外線间谍卫星





ESTCube-1


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。人造衛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。通訊衛星就是在地球軌道上,放置衛星,以作為地面微波與廣播站間的通信媒介。雖然通訊衛星的造價很高,但由於能傳輸大量的資訊,而且免除架設的費用,因此對於長距離的傳輸仍是最普遍與最經濟的方法;因為一個通訊衛星所傳播的地域相當的大,只要三個通訊衛星就能涵蓋地球上大部分的地域。




目录





  • 1 结构


  • 2 人造衛星工程系統


  • 3 分类

    • 3.1 在航天器分类中的位置


    • 3.2 按軌道種類區分


    • 3.3 按軌道高度區分


    • 3.4 按衛星重量區分


    • 3.5 依用途區分


    • 3.6 按飛行方式分類



  • 4 卫星服务


  • 5 发射国家和机构

    • 5.1 能發射衛星的國家


    • 5.2 各国首次成功发射的卫星



  • 6 著名的人造衛星


  • 7 注释


  • 8 参考文献

    • 8.1 引用


    • 8.2 来源



  • 9 外部链接


  • 10 参见




结构


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。例如嫦娥一号和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




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





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




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



  • 地球靜止軌道高軌道衛星,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

  • 極軌道

  • 太陽同步準回歸軌道


按軌道高度區分



  • 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


  • 大型衛星:大於1000kg(1噸)。

  • 中型衛星:界於500到1000kg(半噸)。

  • 小型衛星:不到500kg的都叫小型衛星,其中分類如下:
    • 迷你型衛星:500到100kg

    • 微衛星:小於100kg

    • 奈米衛星:10kg或更低

    • 方塊衛星:按國際標準約1.3kg

    • 米粒衛星:僅以公克為單位



依用途區分



  • 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:通訊衛星是目前與生活關係最密切的人造衛星之一。如衛星電視的轉播、衛星電話與衛星網路等與衛星通訊有關的服務。


    • 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
    • 空间卫星

    • 免拖曳卫星



按飛行方式分類


  • 返回式衛星


  • 非返回式衛星(或稱傳輸式衛星)


卫星服务


  • 卫星电话

  • 卫星互联网

  • 卫星电视


发射国家和机构


截至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(截至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、朝鲜和韓國。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。早期意大利和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(圣马科意海上平台和拜科努尔发射场,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:



能發射衛星的國家





























































































































































































































































































能發射衛星的國家(包括本國自行發射和由他國幫助發射)[2]
國家首次發射年份首發衛星名稱至今衛星數 (2016年)[3]

 蘇聯
( 俄羅斯)
1957
(1992)

史普尼克1號
(Cosmos-2175)
1457 (独联体数据)

 美國
1958探險者1號1113

 英國
1962Ariel 1
0030

 加拿大
1962Alouette 1
0034

 義大利
1964San Marco 1
0022

 法国
1965Astérix
0057

 澳大利亚
1967WRESAT
0013

 德國
1969Azur
0042

 日本
1970大隅號
0134

 中國
1970東方紅一號
0140

 波蘭
1973Intercosmos Kopernikus 500
00002

 荷蘭
1974ANS
0005

 西班牙
1974Intasat
0009

 印度
1975Aryabhata
0054

 印尼
1976Palapa A1
0012

 捷克斯洛伐克
1978Magion 1
0005

 保加利亚
1981Intercosmos Bulgaria 1300
0001

 沙烏地阿拉伯
1985Saudisat 1A
0012

 巴西
1985Brasilsat A1
0013

 墨西哥
1985Morelos 1
0007

 瑞典
1986Viking
0011

 以色列
1988Ofeq 1
00011

 卢森堡
1988Astra 1A
0015

 阿根廷
1990Lusat
0010

 巴基斯坦
1990Badr-1
0005

 韩国
1992Kitsat A
0011

 葡萄牙
1993PoSAT-1
0001

 泰國
1993Thaicom 1
0007

 土耳其
1994Turksat 1B
0008

 烏克蘭
1995Sich-1
0006

 马来西亚
1996MEASAT
0006

 挪威
1997Thor 2
0003

 菲律賓
1997Mabuhay 1
0002

 埃及
1998Nilesat 101
0004

 智利
1998FASat-Alfa
0002

 新加坡
1998中新一號
0003

 中華民國
1999福爾摩沙衛星一號
0008

 丹麥
1999Ørsted
0004

 南非
1999SUNSAT
0002

 阿联酋
2000Thuraya 1
0006

 摩洛哥
2001Maroc-Tubsat
0001

 阿尔及利亚
2002Alsat 1
0001

 希臘
2003Hellas Sat 2
0002

 賽普勒斯
2003Hellas Sat 2
0002

 奈及利亞
2003Nigeriasat 1
0004

 伊朗
2005Sina-1
0004

 哈萨克斯坦
2006KazSat 1
0002

 白俄羅斯
2006BelKA
0001

 哥伦比亚
2007Libertad 1
0001

 模里西斯
2007Rascom-QAF 1
0002

 越南
2008VINASAT-1
0003

 委內瑞拉
2008Venesat-1
0002

 瑞士
2009
SwissCube-1[4]

0002

 匈牙利
2012MaSat-1
0001

 羅馬尼亞
2012
Goliat[5]

0001

 朝鲜
2012光明星3號 (2期)
0002

 阿塞拜疆
2013
Azerspace[6]
1

 奥地利
2013
TUGSAT-1/UniBRITE[註 1]
2

 厄瓜多尔
2013NEE-01 Pegaso1

 爱沙尼亚
2013ESTCube-11

 卡塔尔
2013Es'hailSat11

 秘魯
2013
PUCPSAT-1[8]
1

 玻利维亚
2013TKSat-11

 立陶宛
2014LituanicaSAT-1 and LitSat-12

 比利時
2014QB50P1 and QB50P22

 乌拉圭
2014Antelsat1

 伊拉克
2014
Tigrisat[註 2]
1

 土库曼斯坦
2015TurkmenAlem52E/MonacoSAT1

 老挝
2015Laosat-11








































































能發射衛星的國家,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
1957Sputnik-PS
Sputnik 1
2

 美國
1958朱诺一号运载火箭
探險者1號
3

 法国
1965钻石
Astérix
4

 日本
1970Lambda-4S
Ōsumi
5

 中國
1970长征一号
東方紅一號
6

 英國
1971Black Arrow
Prospero X-3
7

 印度
1980SLV
Rohini
8

 以色列
1988沙維特
Ofeq 1


 俄羅斯[1]
1992Soyuz-U
Template:Kosmos


 烏克蘭[1]
1992Tsyklon-3
Strela (x3, Russian)
9

 伊朗
2009信使二號
希望號
10

 朝鲜
2012銀河3號
光明星3號 (2期)
11

 韩国
2013罗老号運載火箭
STSAT-2C英语STSAT-2C
说明

  1. 俄罗斯和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英语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(俄罗斯和乌克兰取代前苏联,以及美国、日本、中国、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韩国)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。(现时英国和法国的发射能力归于欧洲空间局之下)

  6. 不少其它国家,包括巴西、巴基斯坦、罗马尼亚、中华民国、印尼、哈萨克、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。


各国首次成功发射的卫星


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

 美國

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)

中国甘肃省酒泉市额济纳旗
酒泉衛星發射中心二号发射陣地5020工位
41°18′22″N 100°18′48″E / 41.306140°N 100.313220°E / 41.306140; 100.313220
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

 烏克蘭
六颗俄罗斯制天箭三号卫星[註 3]
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

 俄羅斯

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

 朝鲜

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[15]
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。


著名的人造衛星


著名的人造卫星,按發射時間排列:


  • 苏联史普尼克一号(1957年10月4日)

  • 美国同步通信卫星1号(1963年)、2号(1963年)和3号(1964年)

  • 中国东方红一号(1970年)

  • 加拿大兄弟1号(1972年)


  • Hermes通信卫星(1976年)


  • Keo衛星 - 一個太空時間囊(未有具體發射時間)


注释



  1. ^ Austria's first two satellites, TUGSAT-1 and UniBRITE, were launched together aboard the same carrier rocket in 2013. Both were based on the Canadian Generic Nanosatellite Bus design, however TUGSAT was assembled by Austrian engineers at Graz University of Technology while UniBRITE was built by the University of Toronto Institute for Aerospace Studies for the University of Vienna.[7]


  2. ^ Italian built (by La Sapienza) first Iraqi small experimental Earth observation cubesat-satellite Tigrisat [9] launched in 2014 [10][11] prior to ordered abroad also for $50 million the first national large communication satellite near 2015.[12][13][14]


  3. ^ 宇宙2157至2162号。



参考文献



引用




  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. ^ First time in History. The Satellite Encyclopedia. [2016-02-08]. 


  3. ^ SATCAT Boxscore. celestrak.com. [2011-05-01]. 


  4. ^ India launches Switzerland's first satellite


  5. ^ First Romanian satellite Goliat successfully launched. 


  6. ^ Azerbaijan`s first telecommunications satellite launched to orbit. APA. 


  7. ^ Nanosatellite Launch Service. University of Toronto Institute for Aerospace Studies. [2013-03-02]. (原始内容存档于2013-03-10). 


  8. ^ PUCP-SAT-1 Deploys POCKET-PUCP Femtosatellite. AMSAT-UK. [2013-12-20]. 


  9. ^ Iraq to launch its first satellite before the end of 2013


  10. ^ [1]


  11. ^ Iraq launches its first satellite – TigriSat


  12. ^ Iraq launching the first satellite into space at a cost of $ 50 million


  13. ^ Iraqi first satellite into space in 2015


  14. ^ 存档副本. [2013-02-11]. (原始内容存档于2012-09-15). 


  15. ^ Bergin, Chris. South Korea launch STSAT-2C via KSLV-1. NASASpaceflight.com. 2013-01-30 [2013-02-01] (英语). 



来源


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书籍
  • 林華寳 著:《返回式衛星》 清華大學出版社、暨南大學出版社 (ISBN 978-7-302-04882-4)


外部链接





  • 卫星的运行轨迹图 所有卫星的实时轨迹.(中文)(德文)(英文)(西班牙文)(法文)(意大利文)(葡萄牙文)

  • INTELSAT and PANAMSAT

  • Gunter's Space Page - Lists of nearly all satellites

  • Lloyd's satellite constellations


  • everything, customized searchable catalogue[永久失效連結]


  • J-Track 3D displays a globe and orbiting satellites.


  • Satellite Tracking in Recreation Radio Amateur[永久失效連結] an excellent link to many links


  • UN Office for Outer Space Affairs ensures all countries benefit from satellites

  • Satellite Radio

  • Satellite Provider



参见



  • 航天器

  • 人造月亮

  • 人造太阳



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