太空先鋒

胡濱

衛(wèi)星一般指人造衛(wèi)星，是由人類(lèi)建造，通過(guò)運(yùn)載工具（如火箭）發(fā)射到太空中，像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其他行星的裝置，是人類(lèi)探索太空的急先鋒，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生掌握“工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決實(shí)際問(wèn)題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)”“工程是以科學(xué)和技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)性工作”。在中國(guó)科技館，可以通過(guò)“太空探索”展區(qū)的展品“繁星璀璨”體驗(yàn)衛(wèi)星是如何運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行工作的。

繁星璀璨

當(dāng)你遙望星空時(shí)，或許會(huì)看到緩緩移動(dòng)的星，那是一顆衛(wèi)星，雖然距離我們非常遙遠(yuǎn)，但是它已悄然深入我們的生活之中。當(dāng)你撥打越洋電話(huà)、觀(guān)看“世界杯”時(shí)，“東方紅”（通信衛(wèi)星）為你服務(wù);當(dāng)你在手機(jī)上尋找共享單車(chē)、使用智能手表記錄足跡時(shí)，“北斗”（導(dǎo)航衛(wèi)星）可能正在為你提供服務(wù);當(dāng)你收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)、預(yù)知?dú)庀鬄?zāi)害時(shí)，“風(fēng)云”（氣象衛(wèi)星）為你服務(wù);當(dāng)你獲取城市規(guī)劃建設(shè)、地質(zhì)勘探等信息時(shí)，“高分”（遙感衛(wèi)星）為你服務(wù)……衛(wèi)星給我們帶來(lái)了太多的便利，你是否真的了解它們呢？

“繁星璀璨”展品主體是一個(gè)倒金字塔造型的幻影成像裝置，配合互動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)和語(yǔ)音裝置。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)可選擇7種不同衛(wèi)星，幻影成像裝置呈現(xiàn)3D立體畫(huà)面，演示“高分二號(hào)”“東方紅四號(hào)”“海洋二號(hào)”“風(fēng)云二號(hào)”“環(huán)境1B”“資源三號(hào)”及“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”的運(yùn)行軌道、結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用等，并配合語(yǔ)音知識(shí)介紹。

衛(wèi)星軌道為什么不一樣

人造地球衛(wèi)星的軌道雖然不外乎圓形和橢圓形2種，但方向和形態(tài)卻是千差萬(wàn)別，究竟采用哪種形狀的軌道，則是由其功能和用途決定的。

圓形軌道的優(yōu)勢(shì)是可以同地球表面保持等距離，所以用于觀(guān)察地球、通信廣播、導(dǎo)航定位和大地測(cè)量的衛(wèi)星常采用這種軌道。但圓形軌道的劣勢(shì)是不能覆蓋高緯度地區(qū)，例如，俄羅斯的“閃電”通信衛(wèi)星運(yùn)行在大橢圓軌道。另外，如果是為了科學(xué)研究，使探測(cè)范圍更大些，可以選擇扁的軌道。

常見(jiàn)的2種軌道是地球同步軌道和太陽(yáng)同步軌道。所謂地球同步軌道，就是該軌道上的衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，所以從地面上看去它好像是靜止的。這種軌道只有l(wèi)條，就是在地球赤道上空離地面35786千米的軌道。大多數(shù)通信衛(wèi)星都采用這種軌道，以便地面與衛(wèi)星能連續(xù)通信。太陽(yáng)同步軌道指的是衛(wèi)星的軌道平面和太陽(yáng)始終保持相對(duì)固定的取向，軌道傾角（軌道平面與赤道平面的夾角）接近90°，衛(wèi)星在地球兩極附近通過(guò)。其優(yōu)點(diǎn)是不僅可以使衛(wèi)星能俯瞰包括地球兩極地區(qū)在內(nèi)的整個(gè)地球表面，而且在衛(wèi)星每次經(jīng)過(guò)特定地區(qū)時(shí)，其光照條件基本不變，從而有利于獲取高質(zhì)量地面目標(biāo)的圖像，所以氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星等對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星都采用這種軌道。

我國(guó)有哪些種類(lèi)的衛(wèi)星

目前，我國(guó)衛(wèi)星的在軌數(shù)量已超過(guò)200顆，總數(shù)位居世界第二，不僅涵蓋遙感、導(dǎo)航、通信、空間探測(cè)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)等衛(wèi)星種類(lèi)，還成系統(tǒng)地發(fā)展出了通信廣播衛(wèi)星系列、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系列、氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列等系列衛(wèi)星，多項(xiàng)應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

東方紅四號(hào)是中國(guó)新一代大型通信衛(wèi)星平臺(tái)，容量大、壽命長(zhǎng)，其優(yōu)異性能得到了國(guó)際用戶(hù)的廣泛認(rèn)可，打開(kāi)了我國(guó)向世界出口衛(wèi)星的通道。我國(guó)先后為尼日利亞、委內(nèi)瑞拉、巴基斯坦、玻利維亞、白俄羅斯等國(guó)家研制了國(guó)際商業(yè)通信衛(wèi)星。采用東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)研制的在軌運(yùn)行的民/商用通信衛(wèi)星，覆蓋亞洲、非洲中西部及南部、南美洲，覆蓋全球約80%的陸地面積和90%以上的人口。

高分二號(hào)是迄今我國(guó)空間分辨率最高的民用遙感衛(wèi)星，它的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)民用遙感衛(wèi)星正式跨入亞米級(jí)分辨率時(shí)代，空間分辨率優(yōu)于1米。從2013年至2018年，中國(guó)已發(fā)射6顆高分衛(wèi)星，在測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、工程設(shè)計(jì)、地質(zhì)勘探、海洋水文、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了重要作用。

我國(guó)已發(fā)射的風(fēng)云氣象衛(wèi)星，包括風(fēng)云二號(hào)、風(fēng)云三號(hào)、風(fēng)云四號(hào)等在軌運(yùn)行，是世界上第3個(gè)同時(shí)擁有地球靜止軌道氣象衛(wèi)星和太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星的國(guó)家。風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星在氣象預(yù)報(bào)、氣候生態(tài)變化觀(guān)測(cè)、重大活動(dòng)保障、防災(zāi)減災(zāi)等方面發(fā)揮了巨大作用。投入業(yè)務(wù)運(yùn)行以來(lái)，全國(guó)因臺(tái)風(fēng)、洪澇災(zāi)害死亡或失蹤人數(shù)減少了約70%，直接經(jīng)濟(jì)損失平均減少約40%。我國(guó)作為世界氣象監(jiān)視網(wǎng)的重要成員，為全球近百個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供災(zāi)害監(jiān)測(cè)和氣候變化方面的觀(guān)測(cè)資料及信息服務(wù)。

目前，我國(guó)已經(jīng)初步形成了以海洋一號(hào)系列衛(wèi)星、海洋二號(hào)系列衛(wèi)星及高分系列衛(wèi)星為代表的，包含海洋水色、海洋動(dòng)力環(huán)境、海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)3個(gè)門(mén)類(lèi)的海洋衛(wèi)星體系，廣泛應(yīng)用于我國(guó)海洋資源開(kāi)發(fā)與管理、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。

資源衛(wèi)星是民用高分辨率光學(xué)傳輸型立體測(cè)繪衛(wèi)星，其主要任務(wù)是長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定、快速獲取覆蓋全國(guó)的高分辨率立體影像和多光譜影像，為國(guó)土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林水利、生態(tài)環(huán)境、城市規(guī)劃與建設(shè)、交通、國(guó)家重大工程等領(lǐng)域的應(yīng)用提供服務(wù)。在雙星在軌組網(wǎng)工作期間，將為更新1：50000全球基礎(chǔ)地理信息提供高精度、長(zhǎng)期、穩(wěn)定、連續(xù)的數(shù)據(jù)源，可實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)城市地理信息3個(gè)月更新1次、全國(guó)1年更新1次的任務(wù)要求。

北斗系統(tǒng)是中國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍全天候、全天時(shí)為各類(lèi)用戶(hù)提供高精度和高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。截至2018年底，北斗系統(tǒng)在軌工作衛(wèi)星共33顆，包含15顆北斗二號(hào)衛(wèi)星和18顆北斗三號(hào)衛(wèi)星。根據(jù)計(jì)劃，我國(guó)將于2020年全面完成北斗三號(hào)全球組網(wǎng)建設(shè)，向全世界用戶(hù)提供高性能、高可靠、高效益的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，展現(xiàn)開(kāi)放中國(guó)的胸襟與力量。