□作者: 龐之浩
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截止到2006年6月，全球一共把約5808個航天器送入太空。它們分為無人航天器和載人航天器兩類，其中無人航天器包括人造地球衛星和空間探測器，載人航天器包括載人飛船、空間站和航天飛機。在所有航天器中，發射數量最多、用途最廣的當數人造地球衛星了，截止到2006年6月，各國總共成功發射了5239顆人造衛星。它們為人類帶來巨大財富，使人類在獲取、傳輸和加工信息資源的廣度和深度上產生了質的飛躍。
名副其實的太空明星眼花繚亂種類多
俗話說，站得高，看得遠。人造地球衛星主要是利用其高高在上的優勢為人類造福。它按運行軌道可以分為︰軌道高度約為200千米∼2000千米的低軌道衛星；軌道高度約為2000千米∼2萬多千米的中高軌道衛星；軌道高度約為36000千米的地球靜止軌道衛星。
若按用途分，衛星的種類就更多了。從大的方面講它可以分為科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星3類，其中應用衛星又可分為軍用衛星和民用衛星以及軍民兩用衛星。它們還能進一步細分，如民用衛星包括通信衛星、遙感衛星和導航衛星等……
這些千姿百態的衛星各有千秋，在航天領域均能獨樹一幟。當然，有的衛星具有多種用途，如我國的“實踐”系列衛星等，還有系繩衛星、人造月亮等等一些特殊衛星。
至今，我國已相繼發射了“實踐”系列衛星、“返回式”系列遙感衛星、 “東方紅”系列通信衛星、“風雲”系列氣象衛星、“資源”系列資源衛星、“北斗”系列導航衛星、“海洋”系列海洋衛星、“探測”系列科學衛星等衛星。
萬變不離其宗
雖然人造地球衛星的種類繁多，用途各異，但是它們之間也存在不少共性，主要有以下三個方面。一是它們的飛行都要遵循開普勒的三大定律。二是人造地球衛星都需要由運載火箭或航天飛機發射到太空。三是它們都是由公用系統和專用系統兩大部分組成。
公用系統是每顆衛星都必有的，它包括熱控制系統、電源系統、姿態控制系統、結構系統、數據管理系統和測控系統等。公用系統也叫公用艙、公用平台或衛星平台，它類似一輛未裝貨的汽車。用一種衛星平台常常可以組裝多種衛星。
專用系統則是每種衛星特有的，因任務而不同，例如，通信衛星要有轉發器；氣象衛星和地球資源衛星要有不同種類的遙感器。我們常把這些用于完成特定任務的專用系統稱為“有效載荷”，它們類似于汽車上裝的“貨物”。
如何保證衛星的“體溫”
衛星的熱控制系統用于對衛星內部和外部的熱量進行控制，使衛星的溫度達到所要求範圍的系統。一般衛星內部的溫度保持在5℃∼45℃的範圍內，個別的部分只允許在恆定的溫度下有1℃∼2℃的變化範圍。
衛星的熱控制手段可以分為被動式和主動式兩類。在大多數的情況下，在衛星上同時采用被動和主動兩種方式聯合工作，以確保溫度控制的可靠性和高效率。其中主動式熱控制是用主動的加溫或降溫的方法來達到熱量的平衡，這很像我們家庭用的冷熱空調，熱了吹冷氣，而冷了送熱風。
必不可少的電源系統
電源系統對任何一種衛星都是必不可少的。目前，衛星上采用的電源主要有太陽能電池、化學電池和核電源。
太陽能電池一般是貼在衛星表面或太陽能電池板上。常用的有 太陽能電池和效率較高的砷化鎵太陽能電池。采用太陽能電池電源可減輕衛星的重量，工作壽命長。但當衛星進入地球的陰影區，衛星照不到太陽的時候，太陽能電池就發不出電來。因此，太陽能電池必須與蓄電池一起組成太陽能電池陣-蓄電池組電源系統，才能保證衛星連續正常工作。當衛星飛到日照區時，太陽能電池一方面給衛星上的儀器供電，同時還向蓄電池組充電，把多余的電能儲存起來。當衛星飛到陰影區時，由蓄電池給衛星供電。
化學電池有一次性化學電池、蓄電池和燃料電池多種，它們與地面上日常使用的干電池、鉛蓄電池等化學電池不同，要求轉換效率高、質量小。
核電源具有壽命長、功率大等優點。核電源的缺點是它要求對衛星上的儀器設備采用輻射屏蔽措施，因而增大了衛星質量；價格昂貴，且不安全。所以，這種電源目前用得較少。但隨著核電源技術的不斷進步，衛星功耗的日益增長，核電源將會在深空探測器中廣泛使用。
控制衛星有幾招
衛星飛行時必須對它進行控制，滿足任務需求。比如，通信衛星的天線要始終對準地面；資源衛星的觀測儀器要始終對準地面。衛星的姿態控制系統就是用于控制衛星的飛行姿態，保持姿態軸的穩定，並根據需要改變姿態軸的方向。
根據對衛星的不同工作要求，衛星姿態的控制方法也是不同的。按是否采用專門的控制力矩裝置和姿態測量裝置，可把衛星的姿態控制分為被動姿態控制和主動姿態控制兩類。被動姿態控制方式有自旋穩定、重力梯度穩定等；主動姿態控制方式是對三個軸進行控制。
早期很多衛星采用自旋穩定方式。其原理是利用衛星繞自旋軸旋轉所獲得的陀螺定軸性，使衛星的自旋軸方向在慣性空間定向。
目前，大多數衛星在飛行時要對其相互垂直的三個軸都進行控制，不允許任何一個軸產生超出規定值的轉動和擺動，這種穩定方式稱為衛星的三軸姿態穩定。目前，先進的衛星大都采用三軸穩定方式來控制，因為它適用于在各種軌道上運行的、具有各種指向要求的衛星，也可用于衛星的返回、交會、對接及變軌等過程。
研制衛星四部曲
人造地球衛星是一個大型復雜系統，其研制過程大致要經歷技術研究(也有人叫概念研究)、方案論證、初樣研制和正樣研制4個階段。
技術研究是衛星正式開展工程研制前進行的一個階段。主要是根據用戶需求或預測的衛星發展趨勢，提出所要研制衛星的總體技術性能指標。還要對這些性能指標進行深入的分析，提出可以實現的技術途徑、需要解決的關鍵技術和應預先研究的課題，需要增加的新設施、新設備，需要的研制經費和研制周期等。
方案論證的主要工作是根據研制任務書確定的衛星性能指標和使用要求，結合材料、元器件和工藝技術水平等條件，選出一個整體優化的總體方案。另外，對需要采用的新技術、新材料等影響方案實現的關鍵項目要開展預先研究，並進行原理性試驗或模樣試驗。
初樣星是指能進行地面試驗的工程樣星，包括電性星、溫控星和結構星等。該階段是衛星研制中工作量最大、最關鍵的一個階段。其主要工作是根據方案設計確定的總體方案及分系統初樣設計任務書的要求，對各系統進行精心設計、精確計算。
正樣階段是研制進行飛行的正式衛星。當制造出正式的產品後，要進行鑒定試驗和驗收試驗等。一切達到要求（也可叫問題歸零）後就可以準備發射了。
上天前的模擬試驗
衛星出廠後要經過運輸、發射、入軌和軌道運行等階段，所以要經受各種環境的影響和作用，這些環境的復雜性和多樣性是其他任何產品都不能比的。另外，衛星的研制成本高，研制周期長，生產數量少，而且上天後出問題極難補救，所以要求衛星有很高的可靠性。
因此，衛星發射前一定要進行地面環境模擬試驗，以此檢驗衛星的一系列性能，看它能否可靠地工作，能否適應嚴酷的發射環境和軌道運行環境條件。
衛星的環境模擬試驗主要有以下幾種︰ヾ振動試驗，主要模擬衛星在發射階段和返回階段所經受的振動環境。ゝ沖擊試驗，主要模擬在衛星發動機的點火工作以及星箭分離或衛星兩級分離時對衛星產生的沖擊。ゞ離心加速試驗，主要模擬衛星發射時衛星經受的過載，即承受的加速度。々）噪聲試驗，主要模擬衛星發射時衛星發動機工作時產生的噪聲和與大氣的摩擦而產生的氣動噪聲。ぁ熱真空試驗，主要模擬衛星的軌道運行環境，它包括空間的高真空、深冷溫度和高低溫度交變。
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