衛星是圍繞行星運轉的天體,人造地球衛星指的是人類送入太空、圍繞地球運行、一般執行特定任務的航天飛行器,通常也簡稱為衛星。衛星跟我們的生活息息相關,通過衛星接收電視廣播信號,通過衛星接收導航定位信息,通過衛星獲取地球資源信息等,我們的生活其實早已經離不開衛星。那麼,你有沒有想過衛星長什麼樣子?它主要有哪些系統組成呢?是什麼使衛星具有如此強大的功能?
從外表上看,衛星像是一隻展翅翱翔的大鳥,其長長的“翅膀”是太陽能帆板,它能夠將太陽能轉化成電能,為衛星提供電能支持。衛星的主體並沒有固定的形狀,常見的有球型、圓柱型、立方型等。有的衛星還背著一口大大的“鍋”,這是衛星的天線,天線具有接收和發射信號的作用,它是保証衛星與外界能進行聯系的重要一環。
衛星可分為平台和有效載荷兩部分。其中有效載荷是衛星完成特定任務最重要的儀器設備,航天任務不同,有效載荷也不相同。衛星平台主要包括以下分系統:使有效載荷處於預定的軌道及姿態的軌道姿態控制系統、支撐有效載荷的結構系統、維持有效載荷工作溫度的熱控系統、向有效載荷提供電源的供配電系統、向有效載荷提供遙測和遙控指令的測控系統、向有效載荷需要提供數據存儲和傳輸的數據管理系統等。
那麼是什麼使衛星具有如此強大的功能呢?事實上,衛星也是有分工的,每顆衛星隻能承擔特定的任務,使不同衛星具有不同功能的關鍵是讓衛星搭載不同的有效載荷。
例如,通信廣播衛星的有效載荷是通信轉發器和天線,通信衛星利用通信轉發器和天線將接收到的信號轉發出去。所以,通信衛星就相當於信號的中繼站,由於其站得高(軌道高度大),視野廣闊,對地面的覆蓋范圍比傳統的地面網絡大很多(如對於地球靜止軌道的通信衛星,隻需要3顆就能夠覆蓋地球表面絕大部分區域),甚至於能到達傳統網絡到達不了的地方,因而在應用上具有很大的優勢。
再比如,導航衛星的高精度的原子鐘,對地觀測衛星的各種遙感器(如可見光相機、紅外相機、合成孔徑雷達等),氣象衛星的高分辨率紅外分光計、大氣探測儀等,還有科學探測與研究衛星的質子探測儀、磁強計、太陽望遠鏡等,都是衛星的有效載荷。
總結來說,衛星的形狀並不是固定的,衛星主要由平台和有效載荷兩部分組成,衛星平台為有效載荷正常工作提供服務和支撐,有效載荷是衛星最重要的儀器設備,是完成其特定任務的關鍵。
本文由空軍指揮學院教授徐邦年進行科學性把關。