正文 第1章 太空探索——人造衛星概述(1 / 2)

第一節 話說人造衛星

隨著“神舟五號”和“神舟六號”航天飛船的發射成功,太空探索越來越被廣大青少年所迷戀,與此同時,與航天有關的天文學知識也成為青少年談論的熱點話題。人造衛星作為人類探索宇宙的先行官,對天文學的貢獻可謂功不可沒。正是由於它在天文上的作用重大,因此我們便要多了解和學習一些關於人造衛星的知識。我們知道在宇宙中,圍繞著恒星(如太陽)運轉的星體稱為“行星”(如水星、金星、地球、火星等),而圍繞行星運轉的星體稱為“衛星”(如月亮、木衛一)。但是我們所要介紹的“人造衛星”和這類衛星是有一定區別的,“人造衛星”是由人類設計製造,依靠火箭送入太空中繞著地球或其他行星運行的飛行器,簡稱“衛星”。因此,依據這個定義,航天飛機、太空站也可以稱作是人造衛星的一種。另外,又將遠離地球去探測太陽係中其他行星、衛星或太陽本身之航行器稱為探測器或行星探測器,或者是宇宙飛船。

既然如此,你知道衛星是如何被送上太空的嗎?是它自己飛上去的嗎?其實,它是由科學家用火箭把它發射到預定的軌道,並且能夠使它環繞著地球或其他行星運轉,如果能夠實現正常運轉,也就證明這顆衛星發射成功了。那麼,科學家為什麼要往太空發射人造衛星呢?這樣是為了能夠進行探測或科學研究,無論是對天氣、環境、太空探索等,都有很大的幫助。另外,關於人造衛星的命名也很有意思,一般情況下,科學家是依據衛星所圍繞的行星來命名的。也就是說,人造衛星所圍繞的行星名字就是人造衛星的名字,例如圍繞地球運行的衛星被稱為“人造地球衛星”,它是一顆主要用於觀測地球的衛星。

關於人造衛星的特點,有“三最”之說,這“三最”分別指它的發射數量最多,用途最廣,發展速度最快。為什麼會有“三最”的說法呢?因為自從1957年10月4日蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星之後,美國、法國、日本等國家也相繼發射了人造衛星。

1970年4月24日,中國發射了“東方紅一號”人造衛星,從此,人造衛星的發射已經不再像從前那麼神秘。隨著科技的不斷發展,發射衛星的數量逐漸增多,並且所應用的範圍也就越來越廣泛,衛星所具有的各方麵性能也提高很多。例如運行速度比以前有很大的提高。截至2005年4月,中國就已經成功發射34顆不同類型的人造衛星,並且,這些衛星以不同的身份在為人類生活的各個領域服務。

第二節人造衛星的基本構造

人造衛星宏觀上可由“有效荷載”與執行任務兩大部分構成。“有效荷載”是對要執行科學或應用任務的儀器的總稱,執行任務是由衛星的本體來完成的,“本體”是衛星的主體部分。不同種類的衛星,它的“有效荷載”儀器的功能不同,而本體部分所具有的功能則大致相同,例如貨車與客車雖然載運的物品(也就是所謂的“有效荷載”)不一樣,但它們基本上的主體構成(在這裏其實就是指“本體”而言)部分是大致一樣的,都有發動機、傳動係統、懸吊係統、車輪、方向盤等。

通常我們可將人造衛星的本體部分分為七個係統,在對人造衛星的設計和分析時必須考慮到每一個係統。那麼,這七個係統是哪幾個部分呢?它們分別具有什麼樣的功能呢?

1.機械結構係統

機械結構係統主要包括衛星本體的骨幹、板麵(多半為蜂巢板)以及各種形式的支撐體,釋放、展開(太陽能電板、天線)等機構。

2.姿態控製次係統

姿態控製係統主要包括感測及控製衛星姿態和方位機電組件。

例如,地平線感測儀、星光感測儀、陀螺儀、製動輪、動量輪。傳感器多半利用紅外線感測及光電效應等原理。而轉動組件控製衛星姿態,都是利用動量不滅原理來運作。

3.熱傳控製係統

熱傳控製係統主要用來調節和控製衛星電池、電子組件、燃料筒、推進次係統管路、有效荷載儀器的溫度。例如,電熱調節器、散熱板、電熱片、導熱管等。