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人造衛星
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人造衛星（英語：Satellite），在不產生歧义的情況下亦稱衛星，是由人類建造的一种航天器，也是数量最多的一种。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。[1]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。人造衛星除了自身具備的功能以外，也衍伸出太空垃圾的隱憂。
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结构
人造卫星一般由有效载荷（payload）和卫星平台。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[2]。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
- 服務系統
大部分人造卫星采用太阳能板提供电源，也有部分使用放射性同位素热电机供电。因为无法长期人为维护，人造卫星的供电系统常采用热电发电器与核反应堆、光伏电板组合使用的设计方式。根据麻省理工学院的唐爽和崔瑟豪斯夫人提出的“唐-崔瑟豪斯理论”，[3][4]提高电子-空穴的非对称性、增加有效带隙、带边对齐等方法在大多数半导体材料中均可以提高热电发电材料系统的能源转换率。通常也可附件材料纳米化的方法，但该方法更适合运用于低载流子浓度的热电发电材料体系。[5][6]
对电子系统的热管理和制冷技术是维持人造卫星的计算、通讯、遥感系统正常运作的必要前提。目前常采用热电主动制冷技术，包括“珀耳帖冷却器”、“能斯特-埃廷斯豪森冷却器”和“唐-崔瑟豪斯冷却器”。
人造衛星工程系統
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
| 航天器 |
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- 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
- 纳卫星：10kg或更低
- 皮卫星：按國際標準約1.3kg
- 飞卫星：僅以公克為單位
- 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
卫星服务
发射国家和机构
全球只有少数国家具有独立卫星发射能力，这些国家包括（截至2022年）：俄罗斯、美国、法国、日本、中国、英国、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韓國，多国合作的欧洲空间局ESA也是航天俱乐部的成员。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。
- 说明
- 俄罗斯和乌克兰的发射能力继承自前苏联。
- 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。
- 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。
- 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这样的私人公司，都发展了各自的发射器，但均未成功发射。
- 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）
- 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。
以下是航天俱乐部几大成员首次成功发射的卫星：
注释
- 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.[12]
- 宇宙2157至2162号。
参考文献
外部链接
参见
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