人造卫星(英语:Satellite),在不产生歧义的情况下亦称卫星,是由人类建造的一种航天器,也是数量最多的一种。人造卫星以太空飞行载具如运载火箭、太空梭等发射到太空中,像天然卫星一样环绕地球或其它行星运行。通讯卫星就是在地球轨道上,放置卫星,以作为地面微波与广播站间的通信媒介。[1]虽然通讯卫星的造价很高,但由于能传输大量的资讯,而且免除架设的费用,因此对于长距离的传输仍是最普遍与最经济的方法;因为一个通讯卫星所传播的地域相当的大,只要三个通讯卫星就能涵盖地球上大部分的地域。人造卫星除了自身具备的功能以外,也衍伸出太空垃圾的隐忧。

此条目可参照法语维基百科和英语维基百科相应条目来扩充。

中华人民共和国的东方红一号人造卫星模型

中华民国的福尔摩沙卫星五号电脑模型

美国的飞弹预警卫星

爱沙尼亚的ESTCube-1人造卫星

马来西亚的Measat-3B人造卫星

结构

人造卫星一般由有效载荷(payload)和卫星平台。有效载荷是指为了直接实现该卫星的应用目的或者科研任务各种仪器设备。卫星平台则是用于支持有效载荷正常工作的所有保障系统的总成[2]。一般来说卫星平台的设计在一段时期内都是相对稳定的,在升级换代前只会做小幅改良。只要功能合适,某一种卫星平台可以根据需要搭载各种各样的有效载荷。例如嫦娥一号和二号卫星使用的都是东方红三号卫星平台,但它们各自搭载的有效载荷则是不一样的。卫星平台又分为多个子系统:

有效载荷(不同类型卫星均不同,共同的有:)

对地相机

恒星相机

搭载的有效载荷

卫星平台(为有效载荷的操作提供环境及技术条件,包括:)

服务系统

热控分系统

姿态和轨道控制分系统

程序控制分系统

遥测分系统

遥控分系统

跟踪和测试分系统

供配电分系统

返回分系统(限于返回式卫星)

卫星结构平台

人造卫星供电和电子系统制冷

大部分人造卫星采用太阳能板提供电源,也有部分使用放射性同位素热电机供电。因为无法长期人为维护,人造卫星的供电系统常采用热电发电器与核反应堆、光伏电板组合使用的设计方式。根据麻省理工学院的唐爽和崔瑟豪斯夫人提出的“唐-崔瑟豪斯理论”,[3][4]提高电子-空穴的非对称性、增加有效带隙、带边对齐等方法在大多数半导体材料中均可以提高热电发电材料系统的能源转换率。通常也可附件材料纳米化的方法,但该方法更适合运用于低载流子浓度的热电发电材料体系。[5][6]

对电子系统的热管理和制冷技术是维持人造卫星的计算、通讯、遥感系统正常运作的必要前提。目前常采用热电主动制冷技术,包括“珀耳帖冷却器”、“能斯特-埃廷斯豪森冷却器(英语:Nernst effect)”和“唐-崔瑟豪斯冷却器”。

人造卫星工程系统

位于德国巴伐利亚赖斯廷的世界上最大的卫星地面站

人造卫星能够成功执行预定任务,单凭卫星本身是不行的,而需要完整的卫星工程系统,一般由以下系统组成:

发射场系统

运载火箭系统

卫星系统

测控系统

卫星应用系统

回收区系统(限于返回式卫星)

分类

MILSTAR:通讯卫星

人造卫星博物馆

地球观测卫星,ERS 2

在航天器分类中的位置

航天器

无人航天器

人造地球卫星

科学卫星

应用卫星

技术实验卫星

空间探测器

月球探测器

行星和行星际探测器

载人航天器

载人飞船

卫星式载人飞船

登月载人飞船

行星际载人飞船

空间站

太空梭

空天飞机

按轨道种类区分

地球静止轨道高轨道卫星,距离地表约36公里高空,并且于赤道上绕行地球,又称同步轨道卫星

极轨道

太阳同步准回归轨道

按轨道高度区分

高轨道卫星:运行于地球静止轨道。高轨道卫星距离地表约36000公里高空,并且于赤道上绕行地球,又称同步轨道卫星或地球静止轨道卫星

中轨道卫星:运行于中地球轨道(MEO: Medium-Earth Orbit)

低轨道卫星(又称地表卫星):运行于低地球轨道(LEO: Low-Earth Orbit)

按卫星重量区分

大型卫星:大于1000kg(1吨)。

中型卫星:界于500到1000kg(半吨)。

小型卫星:不到500kg的都叫小型卫星,其中分类如下:

迷你型卫星:500到100kg

微卫星:小于100kg

纳卫星:10kg或更低

皮卫星:按国际标准约1.3kg

飞卫星:仅以公克为单位

依用途区分

科学卫星

气象卫星:古时候的人们对于多变的气候,最多只能凭著经验加以揣测。而气象卫星的出现,使得人们得以掌握数日内的气候变化。气象卫星从遥远的太空中观测地球,不但能观测大区域天气的变化,针对小区域的天气变化做观察也一样是他的例行任务。一般我们在看新闻的天气预报时,主播背后的那幅卫星云图就是气象卫星的观测结果。而台风的预报更是大家耳熟能详的。气象卫星除了对地球天气与气候的观察外,他还能对所谓的太空天气做监测工作。如太阳表面的风暴便属此类。此类的事件经常会造成地球上许多电器物件损毁。气象卫星还有其他功能。它能为诸如洪涝、森林大火等天然灾害提供监测情报,同时也能对诸如渔场资源、或土地资源提供一定的情报。如此可使各种天然资源开发与天灾救助达到事半功倍的效果。

地球观测卫星:这些卫星允许科学家聚集有价值的关于地球的生态系统的数据。

天文卫星

应用卫星

广播卫星:专为卫星电视设计及制造的人造卫星。

导航卫星

卫星服务

卫星电话

卫星互联网

卫星电视

发射国家和机构

全球只有少数国家具有独立卫星发射能力,这些国家包括(截至2022年):俄罗斯、美国、法国、日本、中国、英国、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韩国,多国合作的欧洲空间局ESA也是航天俱乐部的成员。伊拉克的发射并未被承认。巴西在1997、1999和2003年进行了3次发射尝试,但均未成功。直到今天仍有少数国家依旧尝试进入航天俱乐部。早期意大利和哈萨克斯坦都具备火箭和卫星研发技术条件,并且都有火箭发射场(圣马科意海上平台和拜科努尔发射场,主要为美国和俄国担负发射任务)。乌克兰具备火箭制造能力但却不具备发射场等条件。

能发射卫星的国家

参见:各国运载火箭首次发射时间表

更多信息 国家及地区, 首次发射年份 ...

拥有卫星的国家(包括本国及地区自行发射和由他国帮助发射)[7]

国家及地区

首次发射年份

首发卫星名称

至今卫星数 (2025年)[8]

苏联 ( 俄罗斯)

1957 (1992)

史普尼克1号 (Cosmos-2175)

1457 (独联体数据)

美国

1958

探险者1号

1113

英国

1962

Ariel 1

0030

加拿大

1962

Alouette 1

0034

义大利

1964

San Marco 1

0022

法国

1965

Astérix

0057

澳大利亚

1967

WRESAT

0013

德国

1969

Azur

0042

日本

1970

大隅号

0134

中华人民共和国

1970

东方红一号

0535

波兰

1973

Intercosmos Kopernikus 500

00002

荷兰

1974

ANS

0005

西班牙

1974

Intasat

0009

印度

1975

Aryabhata

0054

印度尼西亚

1976

Palapa A1

0012

捷克斯洛伐克

1978

Magion 1

0005

保加利亚

1981

Intercosmos Bulgaria 1300

0001

沙乌地阿拉伯

1985

Saudisat 1A

0012

巴西

1985

Brasilsat A1

0013

墨西哥

1985

Morelos 1

0007

瑞典

1986

Viking

0011

以色列

1988

Ofeq 1

00011

卢森堡

1988

Astra 1A

0015

阿根廷

1990

Lusat

0010

巴基斯坦

1990

Badr-1

0005

韩国

1992

Kitsat A

0011

葡萄牙

1993

PoSAT-1

0001

泰国

1993

Thaicom 1

0007

土耳其

1994

Turksat 1B

0008

乌克兰

1995

Sich-1

0006

马来西亚

1996

MEASAT

0006

挪威

1997

Thor 2

0003

菲律宾

1997

Mabuhay 1

0002

埃及

1998

Nilesat 101

0004

智利

1998

FASat-Alfa

0002

新加坡

1998

中新一号

0003

中华民国

1998

中新一号

0005

丹麦

1999

Ørsted

0004

南非

1999

SUNSAT

0002

阿联酋

2000

Thuraya 1

0006

摩洛哥

2001

Maroc-Tubsat

0001

阿尔及利亚

2002

Alsat 1

0001

希腊

2003

Hellas Sat 2

0002

赛普勒斯

2003

Hellas Sat 2

0002

奈及利亚

2003

Nigeriasat 1

0004

伊朗

2005

Sina-1

0004

哈萨克斯坦

2006

KazSat 1

0002

白俄罗斯

2006

BelKA

0001

哥伦比亚

2007

Libertad 1

0001

模里西斯

2007

Rascom-QAF 1

0002

越南

2008

VINASAT-1

0003

委内瑞拉

2008

Venesat-1

0002

瑞士

2009

SwissCube-1[9]

0002

匈牙利

2012

MaSat-1

0001

罗马尼亚

2012

Goliat[10]

0001

朝鲜

2012

光明星3号 (2期)

0002

阿塞拜疆

2013

Azerspace[11]

1

奥地利

2013

TUGSAT-1/UniBRITE[注 1]

2

厄瓜多尔

2013

NEE-01 Pegaso

1

爱沙尼亚

2013

ESTCube-1

1

卡塔尔

2013

Es'hailSat1

1

秘鲁

2013

PUCPSAT-1[13]

1

玻利维亚

2013

TKSat-1

1

立陶宛

2014

LituanicaSAT-1 and LitSat-1

2

比利时

2014

QB50P1 and QB50P2

2

乌拉圭

2014

Antelsat

1

伊拉克

2014

Tigrisat[注 2]

1

土库曼斯坦

2015

TurkmenAlem52E/MonacoSAT

1

老挝

2015

Laosat-1

1

澳门

2023

澳门科学一号 Macao Science 1

0002

关闭

更多信息 次序, 国家 ...

能自行发射卫星的国家,不包括帮助其他国家

次序

国家

首次发射年份

火箭

卫星

1

苏联

1957

Sputnik-PS

Sputnik 1

2

美国

1958

朱诺一号运载火箭

探险者1号

3

法国

1965

钻石

Astérix

4

日本

1970

Lambda-4S

Ōsumi

5

中华人民共和国

1970

长征一号

东方红一号

6

英国

1971

黑箭运载火箭

Prospero X-3

7

印度

1980

SLV

Rohini

8

以色列

1988

沙维特

Ofeq 1

俄罗斯[1]

1992

Soyuz-U

Template:Kosmos

乌克兰[1]

1992

Tsyklon-3

Strela (x3, Russian)

9

伊朗

2009

信使二号

希望号

10

朝鲜

2012

银河3号

光明星3号 (2期)

11

韩国

2013

罗老号运载火箭

STSAT-2C(英语:STSAT-2C)

关闭

说明

俄罗斯和乌克兰的发射能力继承自前苏联。

法国、英国使用自己的发射器在外国航天发射场发射了本国的第一颗人造卫星。

伊拉克(1989)声称进行过轨道发射(相应地包括卫星和武器弹头),但未予承认。

除此以外,包括南非、西班牙、意大利、德国、加拿大、澳大利亚、阿根廷、埃及在内的国家以及例如OTRAG(英语:OTRAG)这样的私人公司,都发展了各自的发射器,但均未成功发射。

截至2013年,只有十个上述列表中的国家(俄罗斯和乌克兰取代前苏联,以及美国、日本、中国、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韩国)和一个区域组织(欧洲空间局,ESA)通过本国研制的发射装置独立地完成了人造卫星发射。(现时英国和法国的发射能力归于欧洲空间局之下)

不少其它国家,包括巴西、巴基斯坦、罗马尼亚、中华民国、印尼、哈萨克、澳大利亚、马来西亚以及土耳其,正处于开发各自小型发射器能力的不同阶段。

各国首次成功发射的卫星

以下是航天俱乐部几大成员首次成功发射的卫星:

更多信息 次序, 发射时间 (UTC) ...

各国首次自主发射运载火箭时间表

次序

发射时间(UTC)

国家

卫星名称(原文)

运载火箭(原文)

发射地点(坐标)

重量(kg)

备注

1

1957年10月4日19时28分34秒

苏联

史普尼克1号Спутник-1

斯普特尼克运载火箭Спутник 8К71ПС

苏联哈萨克斯坦丘拉坦拜科努尔航天发射场一号发射场区45.920278°N 63.342222°E / 45.920278; 63.342222

83.6

研究地球电离层、测量外太空大气层空气密度

2

1958年2月1日03时47分56秒

美国

探险者一号Explorer 1

朱诺一号运载火箭Juno I

美国佛罗里达州布里瓦德县卡纳维拉尔角卡纳维拉尔角空军基地第26号发射工位A发射台28°26′39″N 80°34′17″W

13.7

测量宇宙射线、地球范艾伦辐射带、微流星体以及卫星本体温度

3

1965年11月26日14时47分21秒

法国

阿斯泰利克斯Astérix 1

钻石号A型运载火箭Diamant A

阿尔及利亚贝沙尔省汉马吉尔特种火箭联合测试中心B2发射场布丽吉特发射工位30°46′42″N 3°03′14″W

42

钻石号A型运载火箭性能试验

4

1970年2月11日04时25分

日本

大隅号(5)おおすみ(5)

拉姆达-4S(5号机)L-4Sロケット(5号機)

日本鹿儿岛县肝付町内之浦宇宙空间观测所拉姆达发射台31.2523°N 131.0785°E / 31.2523; 131.0785

23.8

试验运载火箭子级级间分离与火箭第4级入轨性能,卫星在轨运行10多小时

5

1970年4月24日21时35分45秒

中华人民共和国

东方红一号

长征一号运载火箭(601904)

中国内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗酒泉卫星发射中心二号发射阵地5020工位41.306140°N 100.313220°E / 41.306140; 100.313220

173

之前各国首发卫星当中最重的一颗,探测外太空空间环境,测量卫星工程参数,轨道测控,播放《东方红》

6

1971年10月28日04时09分29秒

英国

普罗斯帕罗Prospero

黑箭号运载火箭(R3)Black Arrow (R3)

澳大利亚南澳大利亚州伍默拉军事禁区伍默拉试验场五号发射场区B发射台30.9500°S 136.4595°E / -30.9500; 136.4595

66

试验轻型太阳能电池帆板、热控以及电子设计,测量宇宙尘埃

1979年12月24日17时14分38秒

欧空局

阿里安遥测设备舱1号CAT 1

亚利安一号运载火箭(L-01)Ariane 1 (L-01)

法国法属圭亚那卡宴区库鲁盖亚那太空中心阿里安一号发射场区5.236°S 52.775°W / -5.236; -52.775

1602

阿里安一号运载火箭性能试验,携带压舱物

7

1980年7月18日02时33分45秒

印度

罗希尼1B号(RS-1)Rohini-1B (RS-1)रोहिणी1B (आर एस - १)

卫星运载火箭(3 D1)Satellite Launch Vehicle (3 D1)उपग्रह प्रक्षेपण यान (3 D1)

印度安得拉邦内洛尔县斯里赫里戈达岛萨迪什·达万航天中心一号发射台13.733°N 80.235°E / 13.733; 80.235

40

卫星运载火箭性能试验,评估卫星性能,检验地面测控系统

8

1988年9月19日09时34分

以色列

地平线1号אופק 1

沙维特运载火箭שביט

以色列中央区帕勒马希姆帕勒马希姆空军基地31°53′04″N 34°40′49″E

157

测量外太空大气层、磁场以及地球引力,进行外空间技术试验

1991年9月28日07时05分

乌克兰

六颗俄罗斯制天箭三号卫星[注 3]Стрела-3

旋风三号运载火箭Циклон-3

俄罗斯阿尔汉格尔斯克州米尔内普列谢茨克航天发射场32号发射场区62°54′23″N 40°47′12″E

6×220

军用通讯卫星,苏联时期研制的运载火箭,火箭制造厂位于独立后的乌克兰境内,在俄罗斯境内发射升空。

1992年1月21日15时00分00秒

俄罗斯

宇宙2175号Космос-2175

联盟-U型运载火箭Союз-У

俄罗斯阿尔汉格尔斯克州米尔内普列谢茨克航天发射场43号发射场区62°55′12″N 40°28′1″E

6600

军用侦测卫星

9

2009年2月2日18时34分

伊朗

希望号卫星امید

信使2号运载火箭سفیر ۲

伊朗塞姆南省塞姆南市塞姆南发射场35°14′5″N 53°55′15″E

27

通讯卫星

10

2012年12月12日00时49分46秒

朝鲜

光明星3号 (2期)광명성3호2호기위성

银河3号运载火箭은하3호

朝鲜平安北道铁山郡东昌里西海卫星发射场39°39′36.27″N 124°42′19.06″E

100

通讯卫星,广播金日成、金正日将军歌曲。

11

2022年6月21日

韩国

0.2吨的技术示范卫星和1.3吨的卫星模型

世界号运载火箭

韩国全罗南道高兴郡罗老宇宙中心34°25′54.72″N 127°32′6.25″E

1500

首个完全自主研发的火箭。

关闭

注释

[注 1]Austria's first two satellites, TUGSAT-1 and UniBRITE, were launched together aboard the same carrier rocket in 2013. Both were based on the Canadian Generic Nanosatellite Bus design, however TUGSAT was assembled by Austrian engineers at Graz University of Technology while UniBRITE was built by the University of Toronto Institute for Aerospace Studies for the University of Vienna.[12]

[注 2]Italian built (by La Sapienza) first Iraqi small experimental Earth observation cubesat-satellite Tigrisat [14]launched in 2014 [15][16]prior to ordered abroad also for $50 million the first national large communication satellite near 2015.[17][18][19]

[注 3]宇宙2157至2162号。

参考文献

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