气象卫星的用途和功能(自我报告)

卫星是指宇宙中所有围绕行星运行的天体。它被称为任何围绕它运行的行星的卫星。比如月亮绕着地球转，它是地球的卫星。

“人造卫星”就是我们人类的“人造卫星”。科学家使用火箭将其发射到预定轨道，并使其围绕地球或其他行星运行，以进行探索或科学研究。我们把围绕一颗行星运行的卫星称为那颗行星的卫星，比如最常用于观测和通信的人造地球卫星。

地球对周围物体有引力作用，所以抛出的物体会落回地面。然而，初始速度越大，物体会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时，设想从高山上以不同的水平速度投掷物体，每次速度都更大，每次落点都离山脚更远。如果没有空气阻力，当速度足够高时，物体永远不会落地。它将围绕地球旋转，成为一颗围绕地球运行的人造地球卫星。

人造卫星是发射次数最多、用途最广、发展最快的航天器。1957 10 10月4日，苏联发射了世界第一颗人造卫星。后来，美国、法国和日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了东方红1号卫星。截至1992年底，中国已成功发射33颗不同类型的卫星。

卫星一般由专用系统和支持系统组成。专用系统是指与卫星执行的任务直接相关的系统，也称为有效载荷。根据卫星的各种用途，使用卫星的专用系统包括:通信转发器、遥感器、导航设备等。科学卫星的专用系统是空间物理探测、天文探测等各种仪器。技术试验卫星专用系统是各种新原理、新技术、新方案、仪器设备和新材料的试验设备。支撑系统是指保证卫星和特殊系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要包括结构系统、电源系统、热控系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回式卫星，还有返回着陆系统。

人造卫星的轨道取决于卫星的任务要求，可分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极地轨道。卫星绕地球高速飞行，低轨道和中轨道卫星一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，不受地域、空域和地理条件限制，视野开阔。它可以与地面快速交换信息，包括地面信息的转发，还可以获取大量的地球遥感信息。一幅地球资源卫星图像的遥感面积可达数万平方公里。

当卫星的轨道高度达到35800公里，在赤道上空与地球自转方向一致飞行时，卫星绕地球自转的周期与地球自转的周期完全相同，相对位置保持不变。这颗卫星在地球上看起来还挂在天上，被称为地球静止轨道卫星，可以实现卫星与地面站不间断的信息交换，大大简化地面站的设备。目前，绝大多数通过卫星进行的电视转播和转发通信是由静态通信卫星组成的。

人造卫星是一个繁荣的家庭。按用途可分为三类:科学卫星、技术实验卫星和应用卫星。

①科学卫星用于科学探索和研究，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星。它们被用来研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙射线、太阳辐射等。，并能观测其他恒星。

(二)技术试验卫星，是指为卫星应用进行新技术试验或者测试的卫星。空间技术中有许多新原理、新材料和新仪器。能不能用，必须经过天上的考验。一颗新卫星的性能，只有发射到天上去实际“锻炼”，测试成功后才能应用；人上天堂之前，必须进行动物实验...这些是技术试验卫星的任务。

(3)应用卫星是直接为人类服务的卫星，种类和数量最多，包括:通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、拦截卫星等。

轨道

人造卫星通常有三种轨道(近地轨道除外):地球同步轨道、太阳同步轨道和极地轨道。

(1)地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但是有一种非常特殊的轨道叫做地球静止轨道。该轨道倾角为零，位于地球赤道上方35786公里处。从地面上的人的角度来看，在这个轨道上运行的卫星是静止的。一般的通信卫星、广播卫星、气象卫星选择这个轨道更有利。地球同步轨道有无数个，而地球静止轨道只有一个。

(2)太阳同步轨道是轨道平面绕地球自转轴旋转方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转平均角速度(360度/年)的轨道，其距地球高度不超过6000公里。这个轨道上的卫星，经过同一个纬度同一个方向的时候，当地时间是一样的。气象卫星和地球资源卫星一般都采用这个轨道。

极地轨道是倾角为90度的轨道。在这个轨道上运行的卫星每次都经过地球两极上空，可以俯瞰整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星和侦察卫星经常使用这个轨道。

卫星工程系统

一般系统包括结构、温控、姿控、能源、跟踪、遥测、遥控、通信、轨控、天线等系统，返回式卫星和回收系统，此外还有根据任务需要设计的各种特殊系统。卫星能够顺利执行预定任务，仅仅依靠卫星是不够的，还需要一个完整的卫星工程系统，一般由以下系统组成:

1.发射场系统

2.运载火箭系统

3.卫星系统

4.测量和控制系统

5.卫星应用系统

6.回收区系统(限于可回收卫星)

[编辑本段]卫星系统的组成部分

在卫星系统中，各种设备根据功能不同分为两部分:有效载荷和卫星平台。卫星平台分为几个子系统:

有效载荷(不同类型的卫星不一样，常见的有:)

1，地面摄像头

2.恒星照相机

3.船上有效载荷

卫星平台(为有效载荷运行提供环境和技术条件，包括:)

1，服务系统

2.热控制子系统

3.姿态和轨道控制子系统

4.程序控制子系统

5.遥测子系统

6.远程控制子系统

7.跟踪和测试子系统

8.供电和配电子系统

9.返回子系统(限于可回收卫星)

世界上第一颗卫星的发射

苏联第一颗人造地球卫星的成功发射，拉开了人类向太空进军的序幕，极大地激发了世界各国研制和发射卫星的热情。

美国于1958+10月31日成功发射第一颗“探索者”-1人造卫星。该星重8.22kg，圆柱锥顶，高203.2cm，直径15.2cm，沿椭圆轨道绕地球运行，近地点360.4km，远地点2531km，倾角33.34 "，运行周期114.8min..发射探索者-1的运载火箭是“木星”四级运载火箭。

法国于1965年10月26日成功发射了第一颗“实验卫星”——1(A-l)。卫星重约42kg，运行周期为108.61min，运行在近地点为526.24km、远地点为1808.85km的椭圆轨道上，轨道倾角为34°。24"。发射A1卫星的运载火箭为“钻石，tA三级火箭”，全长18.7m，直径1.4m，起飞重量约18t。

日本于2月1970+01日成功发射第一颗人造卫星“大宇”号。该星重约9.4千克，轨道倾角31.07”，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。发射大禹卫星的运载火箭为Landa -45四级固体火箭，全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。第一级由一台主机和两台助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力11.8吨；第三和第四推力分别为6.5吨和1吨。

我国于1970年4月24日成功发射第一颗人造卫星“东方红”1号。恒星直径约1米，重173千克。它沿椭圆轨道绕地球运行，近地点439公里，远地点2384公里，轨道倾角68，5”，运行周期114分钟。发射“东方红”卫星1的远程火箭为“长征”1三级运载火箭，全长2945米，直径2.25米，起飞重量81.6吨，发射推力112吨。

英国:英国于19710年10月28日成功发射第一颗人造卫星“普洛斯彼罗”。发射地点为澳大利亚伍默拉火箭发射场，运载火箭为英国黑箭运载火箭，近地点537 km，远地点1593 km。这颗卫星重66公斤(145磅)，主要任务是测试各种新的技术发明，比如一种新的遥测系统和太阳能电池。它还携带了一个流星探测器，用于测量地球上层大气中这种宇宙尘埃高速粒子的密度。

除上述国家外，加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚也准备自己发射卫星或已经委托其他国家发射卫星。

第一颗人造地球卫星

1957年10月4日，苏联发射了第一颗人造地球卫星。这一事件具有划时代的意义，它宣告人类进入了太空时代。

第一颗人造地球卫星是球形的，直径58厘米，重量83.6公斤。它在椭圆轨道上飞行，每96分钟绕地球一周。人造地球卫星里有一个无线电发射机，不断向地球发出“滴-滴-滴”的信号。一些人围着收音机。听听来自太空的第一声。还有人仰望天空，试图用肉眼搜索人造地球卫星夜间明亮的轨迹。但是，当时很少有人知道人造地球是载人飞船的前身，科学家们正在加紧进行载人航天的准备工作。一个月后的10月3日，1957，165438，苏联发射了第二颗人造地球卫星，重量增加了5倍多，达到508kg。这颗卫星是圆锥形的。为了节省卫星上的空间，增加一个密封的生物舱，很多测量仪器不得不放在最后一枚火箭上。在圆柱形的小屋里，躺着一只名叫“莱卡伊”的小狗。小狗身上连接着测量脉搏、呼吸和血压的医疗仪器，这些数据随时通过无线电报告给地面。为了保持舱内空气清新，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。舱内保持一定的温度和湿度，让小狗感觉舒适。此外，还有一套自喂装置，每天定时点亮信号灯三次，通知赖亦卡进食。遗憾的是，由于当时技术水平的限制，卫星未能收回。实验狗在卫星生物舱内生活了一周。在完成所有实验任务后，他不得不服毒自杀，成为太空飞行中的第一个受害者。

人造卫星的使用

1.如何确定人造卫星的用途？

人造卫星的组成基本上可以分为两部分:卫星体和有效载荷。有效载荷是卫星用来做实验或服务的仪器，卫星本身就是维持有效载荷运行的运载工具。卫星的用途取决于它所携带的有效载荷。

2.有哪几种卫星？目的是甚麽？

人造卫星的优点是可以同时处理大量的数据，并传送到世界的任何一个角落。使用三颗卫星可以覆盖世界各地。根据使用目的，人造卫星大致可分为以下几类:

科学卫星:送入太空轨道进行大气物理、天体物理和地球物理实验或测试的卫星，如中国卫星一号和哈勃。

通信卫星:用作电信中继站的卫星，如:雅威一号。

军事卫星:用于军事摄影和侦察的卫星。

气象卫星:拍摄云和相关气象数据的卫星。

资源卫星:为地球资源勘探拍摄地表或深层图像的卫星。

星际卫星:可以航行到其他星球进行探测和摄影的卫星，一般称为“行星探测器”，如先锋号、火星号、探路者号等。

世界上第一颗人造卫星

1957 65438+10月4日。苏联宣布它已经成功地将世界上第一颗人造卫星送入环绕地球的轨道。美国官员声称，他们不仅对苏联首次成功发射卫星感到震惊，而且对其规模感到惊讶。卫星重83公斤，比美国第二年初要发射的卫星重8倍。

苏联公布这颗卫星的球体直径为55厘米，绕地球一周需要1小时35分钟，最大离地高度为900公里。两个通道用于连续发送信号。因为轨道与赤道成65度角，一天可以经过莫斯科上空两次。苏联没有给出发射这颗卫星的火箭的详细报告，但提到它以每秒8公里的速度离开地面。他们说这次发射为星际旅行开辟了道路。

资源卫星。。。

中国第一颗人造卫星诞生了。

30多年过去了。今天，中国已经有几十颗卫星在太空漫游，神舟实验飞船已经返回地球，中国开始向载人航天迈出了一步。回顾中国航天史，不能不提到它的开端，东方红一号这种高精尖技术，在一个基础差、动荡的时期一举成功。“东方红一号”卫星的诞生一直是个谜。

1970年4月24日，中国成功发射了第一颗人造卫星。卫星轨道近地点高度436KM，远地点高度2384km，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5°，绕地球一周需要114分钟。卫星质量173kg，播放音乐《东方红》，频率20.009MHz。

对前苏联十分崇敬的科学家们深受感动。积极倡导建立人造卫星的地球物理研究所所长赵九章先生说:“靠天，靠地，靠不住！航天科学的发展主要靠我们自己的力量。

虽然前苏联没有达到考察卫星发展的目的，但是苏联先进的工业和技术让中国的科学家大开眼界。对比苏联和中国的情况，他们认识到发射人造卫星是一项技术复杂、综合性很强的大工程，需要很高的科技水平和强大的工业基础作为后盾。代表团在总结中写道，我国发射人造地球卫星的条件尚不具备，应根据实际情况从火箭探空入手。同时，要立足国内市场，走自力更生的道路。

1959 65438+10月21日，主持并领导卫星研制的张劲夫向科学院传达了邓小平“明年不放卫星，与国力不相称”的指示。"卫星还是要造，但是要推迟一点."根据中央的方针，张劲夫提出“就在汤下面”。由于国家经济困难，他暂停了卫星研制，先集中精力搞探空火箭。

“651”任务

由于缩短了战线，中国在探空火箭的研制方面取得了突破。1960年2月，中国实验液体探空火箭首次发射成功。此后，陆续发射了不同用途的探空火箭，包括气象火箭和生物火箭。1964年6月，中国自行设计的第一枚短程火箭发射成功。5438年6月+10月，中国第一颗原子弹爆炸成功。此时，我国已在卫星能源、卫星温控、卫星结构、卫星试验设备等方面取得了单项预研成果。这个时候，中国的科学家认为，发卫星可以提上日程了。

1964年2月第三届全国人民代表大会期间，积极主张中国建造卫星的赵九章写信给周恩来总理，建议发展卫星。同时，著名科学家钱学森也给中央写信，建议加快人造卫星的研制。

1965年5月，周恩来总理指示科学院拿出第一颗人造卫星的具体计划。负责卫星总体组的钱骥带领年轻的科技工作者很快拿出了初步方案，总结成三图一表:卫星外形图、结构布局图、卫星轨迹图和用红蓝铅笔绘制的主要技术参数和分系统组成表。

该计划先后送达金文街3号的科学院和国防科委大楼，并分别向张劲夫等科学院领导和罗舜初等国防科委领导详细汇报，钱骥等人直接向周恩来总理汇报。当周总理得知姓钱时，幽默地说:我们的卫星总设计师也是钱，我们尖端的原子、导弹、卫星都离不开“钱”！

1965年8月，周总理主持召开中央特委会议，原则通过了《中国科学院关于发展我国人造卫星工作规划的建议》，确定把发展人造卫星列为发展尖端技术的重大任务。确定整个卫星工程由国防科工委组织协调，卫星本体和地面探测系统由中科院负责，运载火箭由七机部建造，卫星发射场由国防科工委试验基地负责。因为是1月份正式提出的，国家把人造地球卫星工程命名为“651”任务。全国各地的人、财、物遇到“651”都开了绿灯，使中国卫星从总体规划阶段进入工程研制阶段。

1970年4月24日，长征一号运载火箭成功将中国第一颗人造卫星东方红一号送入太空，重量超过苏联和美国。

1965，11年10月20日至10月30日，受国防科委委托，中科院在北京召开了中国首颗人造卫星总体方案论证会，历时42天。会上，钱骥汇报了中国第一颗人造卫星的总体方案。包括120多名海陆空专家在内的军民参与方反复论证发射人造卫星的目的和任务。

代号为“651”的会议确认，我国第一颗人造卫星是科学探测的实验卫星，任务是为我国对地观测、通信广播、气象等应用卫星的研制获取基础经验和设计数据；发射时间定在1970；成功的标志是“上去，注意，听见，看见。”

会上讨论的议题之一是如何确定中国第一颗卫星的重量。这个问题涉及到导弹武器的水平。因为早期发射卫星的运载工具都是在导弹的基础上发展起来的，发射卫星本质上是为了展示一个国家的军事实力。虽然中国的卫星工程起步较晚，但专家们都认为中国的起点应该更高，第一颗卫星在重量和技术上应该比美苏的第一颗卫星更先进。第一颗苏联卫星重83.6公斤，而第一颗美国卫星仅重8.2公斤。会议最终确定中国第一颗卫星大约100公斤(实际上最后上天的时候是173公斤)。

铝制钢琴演奏了《东方红》

30年前在街头游行的人们可能已经忘记了当时的庆祝场面，但卫星从太空中发射出的《东方红》悠扬的音乐却早已留在了人们的记忆中。说到“东方红一号”的命名和音乐的诞生，就不能不提到中国航天事业不知名的铺路人何。

苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是滴答作响的电报码，遥测信号时断时续。中国的卫星信号应该是什么样的？总体卫星组组长何认为，中国要超越苏联，发出持续的信号，要有中国特色，要全球认可。当时中央人民广播电台的呼号是“东方红”音乐，某种意义上“东方红”成了“红色中国”的象征。出于对毛泽东的崇敬，何华政还提议将这颗卫星命名为“东方红一号”。这些建议在“651”会议上得到专家的认可。1966年5月，经中国科学院国防科学技术工业委员会和七机部部长罗舜初、、裴、钱学森共同商定，我国第一颗人造卫星命名为“东方红一号”。1967年初，官方确认中国第一颗人造卫星将播放东方红的音乐，让全世界人民都能听到中国卫星的声音。

由于当时正处于“文革”的动乱中，播放《东方红》音乐不仅是一项科研任务，更是一项责任重大的政治任务。如果卫星早上变调或者不响，按照“上线”的说法无疑是重大政治问题，研制者可能被扔进十八层地狱。在沉重的思想负担和精神压力下，何和乐器的主要设计者刘承熙冒着政治风险，开始了他们的技术探索，解决了曲谱紊乱、变调等一系列问题。《东方红》的音乐最后用电子乐演奏，用电路模拟铝琴的声音。1968上半年重庆某厂生产音乐器第一批原厂产品。由于当时的生产订单极其不正常，产品中很多部件出现了虚焊现象。最后天堂的产品由上海科学仪器厂重新生产。

红海中的一片绿洲

中国第一颗人造卫星工程的整个研制工作，大部分是在“文革”最动荡的年代进行的。当时席卷全国的“红色风暴”重创了每一个承担卫星工程任务的单位。1967年初，中科院、七机部及其下属单位被群众组织查封，卫星设计院原领导靠边站，多名科学家被批判为“反动学术权威”、“间谍”、“幽灵”。即使是普通的科技人员，很多亲戚和社会关系也在运动中受到了冲击和牵连。卫星的发展与“革命”发生了冲突。

当时的“革命”要求每个人都要拿着“珍贵的书”，读着语录，真诚忠诚。卫星研制只有参与“革命”后才能做，否则会被扣上“不突出政治”的帽子，当科学家受到批判时，科技业务骨干也会参与“斗争”。战事不断，交通受阻，设备供应不上，卫星研制事业面临夭折的危险。

在这种情况下，总理和聂副总理在1967年初采取了一系列措施，宣布成立以钱学森为院长的中国空间技术研究院，编入军队序列，不搞“文革”的“四大”(即大鸣、大放、大字报、大辩论)。空间技术研究所从多个单位抽调精兵强将，集中分散在各个部门的研究力量，实行统一领导，使科研生产照常进行，我国第一颗卫星如期发射。

空间技术研究所成立之初，研制卫星所需的物质条件十分匮乏，如试验设备少、试验设备参差不齐、加工设备不足等。卫星厂由科学仪器厂转型而来，在人员、技术、设备、管理等方面面临诸多困难。铆接是卫星制造中必不可少的工序。但那时候卫星厂还没干。卫星最初的样品和试验阶段，没有铆枪，也没有桁架固定工件。工人们依靠一把小锤子，用自己的身体当桁架，把铆钉一个个敲下去。正是在这样的条件下，卫星厂解决了铆接、阳极电解抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件热处理等多项技术难题。

为了验证设计的正确性和合理性，“东方红一号”卫星要在地面进行从部件、材料，到单机分系统，乃至整颗卫星的各种环境模拟试验。发射场预定发射卫星时间寒冷，卫星厂没有符合要求的试验场地。“热控样品星”的试验是在1968年夏天，在海军后勤部的一个冷库里进行的。很多困难都是靠科技人员简单朴素，靠土法，靠大家一起努力解决的。卫星发射几天后，许多国际友人来到空间技术研究所参观卫星。当时的环境条件让参观者大为感叹:“东方红一号”诞生真是奇迹！

难忘的4.24

4月1970日，一列载有两颗东方红一号卫星和一枚长征一号运载火箭的专列抵达中国西北部的酒泉卫星发射中心。

四月，在西北的戈壁滩上，白天要穿棉衣，到了晚上，裹一件裘皮大衣就会觉得冷。在距离地面30多米的龙门塔工作平台上，科技人员夜以继日排除故障，一次次测试。

1970年4月24日3时50分，周恩来总理与国防科委副主任罗舜初通电话，说毛泽东主席已经批准发射。希望大家努力工作，把工作做细，做到一次成功，为祖国争光。

21点35分，卫星发射时间终于到了。东方红一号在发动机的轰鸣声中，随着长征一号运载火箭离开了发射台。21时48分，星箭分离，卫星进入预定轨道。21: 50，国家广播局报告收到我国第一颗卫星播放的《东方红》音乐，声音清晰洪亮。

1970年4月25日，18时，新华社授权向世界宣布:1970年4月24日，我国成功发射第一颗人造卫星，近地点高度439 km，远地点高度2384 km，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5度，绕地球一周。卫星重173 kg，以20.009兆周的频率规律播放《东方红》的音乐。

新闻稿一出，瞬间，首都北京灯火通明，锣鼓喧天，鞭炮齐鸣。人们怀着文革特有的热情涌上街头，高呼“毛主席万岁”、“庆祝文革伟大胜利”、“无产阶级文化革命胜利万岁”！……

然而，为中国第一颗人造卫星倾注了全部心血的赵九章先生，却没能等到这一刻。他在一年半前被无端诬陷迫害后去世。许多科学家在“牛棚”里听到了《东方红》的音乐。

“东方红一号”卫星发射后，卫星上各种仪器的实际工作时间远远超过了设计要求。“东方红”音乐装置和短波发射机连续工作28天，获得了大量工程遥测参数，为后期卫星设计研制提供了宝贵的依据和经验。

“东方红一号”的成功发射，为中国航天技术的发展奠定了坚实的基础，促进了中国航天事业的崛起，使中国航天技术与世界航天技术前沿保持同步，标志着中国进入了航天时代。