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天文学?科学普及知识系列对人造卫星的探讨

发布时间:2020-06-22 14:23:59

来源:平凉城市网

人造卫星是人们通过运载火箭发射到地球轨道上的物体。目前,在地球上运行的卫星有一千多颗,卫星的大小、高度和功能设计取决于它们的用途。

卫星大小不一,有的立方体卫星小至10厘米,有的通信卫星长约7米,太阳能电池板可延伸50米。最大的卫星是国际空间站(ISS),其主要部分是一座五卧室的房子,如果考虑到太阳能电池板,它就相当于足球场的大小。

地球表面卫星的高度也各不相同,卫星的高度取决于要完成的任务,其中有三个共同轨道:低地轨道卫星(LEO),其高度为200公里至2000公里,国际空间站以28000公里/小时的速度运行,轨道运行约90分钟。大多数中等地球轨道卫星(MEO)的高度为20000公里,轨道约为12小时。地球静止轨道卫星(Geo),其高度距地球36000公里,单轨道运行24小时。这是为了与地球的自转相匹配,使卫星似乎保持在地球上空的同一位置,而地球静止轨道卫星主要用于通信和气象学领域。

接下来,让我们谈谈卫星的类型:导航卫星是全球定位系统的重要组成部分,全球定位系统由24颗卫星组成,它们在地球表面20000公里的高度运行。利用四颗卫星接收信号之间的时间差来计算接收机在地球上的精确位置。通信卫星主要用于电视、电话或因特网信号传输。例如,奥普托德1号卫星位于赤道上空,覆盖了澳大利亚和新西兰的整个领土。气象卫星通常用于观测云图、测量温度和降雨量,并根据气象卫星的类型使用地球静止轨道和低地球轨道。

地球观测卫星主要由低地球轨道卫星组成,主要用于地球的摄影和成像。天文卫星主要用于空间的监测和成像。像哈勃太空望远镜这样的天文卫星,轨道高度为600公里,可以提供非常清晰的恒星和遥远星系的图像。国际空间站是一个海拔400公里的宜居空间实验室。国际空间站以每小时28000公里的速度运行,每92分钟绕地球旋转一圈。国际空间站的科学家能够在微重力环境下进行许多有价值的空间实验。

至于卫星设计,事实上,每颗卫星都会有一些相同的基本部件:母线系统,这是卫星的框架和结构,所有其他功能部件都连接到卫星上;供电系统,大多数卫星都有独立的太阳能电池板供电;热控制系统,因为卫星会长时间暴露在太阳下,会产生极高的温度,因此需要一种设备来反映辐射热。计算机系统、卫星需要计算机来控制它们的工作方式,并监测它们的高度、方向和温度。

通信系统,所有卫星都必须能够向地球上的指挥中心或其他卫星发送和接收数据。使卫星指向正确方向的姿态控制系统,陀螺仪和火箭推进器通常用来改变方向,光传感器通常用来确定卫星指向的方向,卫星上的推进系统,即发动机,可以帮助卫星进入正确的轨道,一旦进入轨道,卫星就不需要任何火箭推进装置来调整方向。然而,如果卫星需要稍微改变轨道,它将需要使用动力推进装置。

人造卫星,可以说是人类近代史上的一项伟大发明,人造卫星的出现使我们的生活更加便利,不仅如此,还让人类在探索宇宙未知领域方面迈出了一大步。欢迎来到我的频道,我将在这里为你们扬起知识之帆,带你们漫游科学之海。

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