登陆注册
6085700000003

第3章 人造卫星的基本构造

人造卫星宏观上可由“酬载”与执行任务两大部分构成;“酬载”是对要执行科学或应用任务的仪器的总称,执行任务是由卫星的本体来完成的,“本体”是卫星的主体部分。不同种类的卫星,它的“酬载”仪器的功能不同,而本体部分所具有的功能则大致相同,例如货车与客车虽然载运的物品(也就是所谓的“酬载”)不一样,但它们基本上的主体构成(在这里其实就是指“本体”而言)部分是大致一样的,都有引擎、传动系统、悬吊系统、车轮、方向盘等。

通常我们可将人造卫星的本体部分分为七个次系统,在对人造卫星的设计和分析时必须考虑到每一个次系统。那么,这七个次系统是哪几个部分呢?他们分别具有什么样的功能呢?

1.机械结构次系统

机械结构次系统主要包括卫星本体的骨干、板面(多半为蜂巢板)以及各种形式的支撑体,释放、展开(太阳能电板、天线)等机构。

2.姿态控制次系统

姿态控制次系统主要包括感测及控制卫星姿态和方位机电组件。例如地平线感测仪、星光感测仪、陀螺仪、制动轮、动量轮。传感器多半利用红外线感测及光电效应等原理。而转动组件控制卫星姿态,都是利用动量不灭原理来运作。

3.热传控制次系统

热传控制次系统主要用来调节和控制卫星电池、电子组件、燃料筒、推进次系统管路、酬载仪器的温度。例如电热调节器、散热板、电热片、导热管等。

4.遥控遥传次系统

遥控遥传次系统主要包括处理由地面控制台所发遥测遥控命令的电子组件。

5.通讯次系统

通讯次系统主要包括接收地面传送到卫星上电讯的设备、数据处理组件等,包括有天线、双工器、率波器、卫星计算机、内存等电子组件。

6.电力次系统

电力次系统主要包括卫星上供给电源的组件,例如太阳能板和电池等。

7.推进次系统

推进次系统主要包括使卫星作轨道转换修正或姿态方位修正喷射推进组件,例如火箭喷嘴、燃料筒及控制阀等。

人造卫星按照不同的任务要求来说,有着不同的运行轨道。按照这一标准,人造卫星的运行轨道又可分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道,大椭圆轨道和极轨道。低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈,并且不受领土、领空和地理条件限制,视野广阔,能够迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发。与此同时,它也可获取地球的大量遥感信息,一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。

当人造卫星的轨道高度达到35800千米,并在地球赤道上空沿着地球自转方向飞行时,它的旋转周期与地球自转周期完全相同,并且相对位置保持不变。在地球上看,该卫星就好像是静止地挂在高空,因此被称为地球静止轨道卫星,简称静止卫星。这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换,而且还可以使地面站的设备大大简化。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星来实现的。

人造卫星形状、大小各不相同,并且它的形状和大小与它所要完成的任务有关。我们知道在太空中几乎不存在空气阻力,所以人造卫星的造型不用像飞机那样做流线型设计。另外,人造卫星的外形也与其设计者的设计原则和习惯也有一定的关系。

前苏联最好的运载火箭是由火箭专家科罗廖夫主持设计和研制的,被定名“卫星”号运载火箭,其总起飞推力为498000千克,是当时世界上最大的航天运载火箭。航天发射场被定在哈萨克斯坦共和国境内的丘拉塔姆地区,离拜科努尔不远的沙漠地,地处东经63度20秒,北纬46度,并将其定名为拜科努尔航天发射场。人造卫星本体和星上设备是由火箭专家吉洪拉沃夫主持设计的,计划先发射两颗简易卫星,只携带最简单的仪器。

这颗卫星代号为CΠ-1,它的外形是一个铝合金的密封球体,直径为0.58米,重为83.62千克。卫星周围对称安装四根弹簧鞭状的天线,倾斜着伸向后方,卫星内部充了0.12兆帕(1.3大气压)的干燥氮气。下半球壳表面是热控制系统的辐射表面;上半球壳外部装有隔热层。前苏联发射这颗卫星的主要科学探测项目是:测量200~500千米高度的大气速度、压力、磁场、紫外线和X射线等数据。另外卫星上还携带一些试验动物,用以考察动物对空间环境的适应能力。此卫星本体内还配备了电池组、无线电发射机、热控制系统组件、转接元件、温度和压力传感器以及其他探测仪器。

1957年10月4日晚,“卫星号”运载火箭携带世界上第一颗人造地球卫星CΠ-1号在拜科努尔发射场发射成功。它的运行轨道的近地点215千米,远地点947千米,轨道是一个倾角为65度,周期为96.2分的椭圆形轨道。它共在轨道上一共运行了92天,绕地球飞行约1400圈。

1957年10月4日午夜,莫斯科电台向全世界公布了前苏联首颗人造地球卫星已成功发射进入轨道的消息。后来,塔斯社宣称:“人造地球卫星开辟了星际航行的道路。”

在技术上,这颗人造卫星进行了星内温度压力试验,地上大气密度测量和电离层研究,并用卫星探测出几百千米高空的空气阻力。同它的科学研究结果相比较,其政治影响与科学技术发展的影响更加深远。

同类推荐
  • 世界珍稀动植物博览

    世界珍稀动植物博览

    本书着重选取了一些濒临灭绝的珍稀动植物,从可爱的树袋熊到英武的白头海雕,从国宝级的大熊猫到被誉为“活化石”的扬子鳄,从食肉的猪笼草到结面包的猴面包树,从美丽的银杏树到魁梧的红杉……
  • 飞碟追踪百科(科学探索百科)

    飞碟追踪百科(科学探索百科)

    人类社会和自然世界是那么丰富多彩,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多谜团还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解无限的谜团。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个谜团不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奇怪事物和难解之谜,又不得不向新的问题发起挑战。科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 地球与环境(人与环境知识丛书)

    地球与环境(人与环境知识丛书)

    我们只有一个地球,幸运的是,人类已经觉醒。目前,世界各国政府和人民都在想尽办法治理环境污染,保护生态平衡,为人类的可持续发展寻求出路。世界正行进在环保之路上,这需要每一个社会成员的参与。只有今天对环保付出努力,才有人类明天的健康。刘芳主编的《地球与环境》从地球与环境的角度来阐释人与环境之间的关系。
  • 你一定想知道:动物植物知识

    你一定想知道:动物植物知识

    阐释了动植物王国成员们的精彩生活景象和发展变化过程,科学而系统地讲述了各种动植物的生长特点和生存奥秘。
  • 公共道德、知识与责任(人与环境知识丛书)

    公共道德、知识与责任(人与环境知识丛书)

    《公共道德、知识与责任》是“人与环境知识”丛书之一。《公共道德、知识与责任》内容涉及公共道德、知识、责任与环境的各个侧面,文字浅显易懂,生动活泼。
热门推荐
  • 冷艳贫女惹人爱

    冷艳贫女惹人爱

    她是夏日里可远观不可亵玩的白莲,也是冬日里透着刺骨凉意的寒冰。江湖险恶,血海仇深,谜团重重,到底谁能陪她经历一切,靠近她,温暖她……
  • tfboys之欢乐girls

    tfboys之欢乐girls

    三个富家女,在重庆八中校门口遇见了当红偶像tfboys,在后面一系列巧合中成了好朋友。。。。。。
  • 锁二乔

    锁二乔

    折戟沉沙铁未销,自当磨洗认前朝。东风不与周郎便,铜雀春深锁二乔。大小乔这两个三国美女的传奇故事。一个来自未来却看着历史全然不是自己所了解的那么简单,只能任由自己卷入是是非非中去;一个原本柔弱却眼看幸福一次次从身边流走,那种无奈而带来的是是非非……
  • 万道为尊

    万道为尊

    神若阻我,我便杀神!天要囚我,我即灭天!修武道,霸天下,百族臣服!登仙门,踏神界,万道为尊!天元世界,一个被判定终身修炼不出气感而无法触摸武道之境的标准废材,意外融合天才灵魂和时空至宝,通气海,入武道,一步步强势崛起,挣脱命运囚笼,冲破天宇,成就万道至尊!
  • 夷梦

    夷梦

    世间比鬼怪更恐怖的,莫过于那暴露在阳光下的赤裸裸的人心,并没有偶然,一切冥冥之中,必有安排,我与你的相遇是好是坏,自有当事人知道,也许你经历了你一生中最糟糕的一天,可这并不意味着你就拥有了一塌糊涂不见天日的一生,前路险恶,是抹去悲伤还是抹去那个让你悲伤的人,每人心里自有定夺......
  • 冷血萌女:邪魅妖主哪里跑

    冷血萌女:邪魅妖主哪里跑

    本是两小无猜,奈何看她被推入深渊。他曾负她,今生再如何也不能失去她。莲墨这个小白痴穿越几世居然变得那么傻白甜了,本想安心过日子,竟然摊上樱花妖孽,从此不得安宁。本文作者精神分裂,更新时间未知。
  • 歧路之殇

    歧路之殇

    各种势力角逐不休,各种奥秘层出不穷他不过是餐馆的普通服务员却身怀利器在一连串匪夷所思的事件后登上风口浪尖当他挥出躲不过的斩切,诸神退避百鬼莫侵他不再普通,也不再卑微可惜不得不直面血腥和残酷权与力,挚爱之人,患得患失命之歧路,该何去何从?
  • 幸福的网恋

    幸福的网恋

    谨以此文,献给真诚对待网友的朋友和在网上奉献了真情的网友们。以怀念哪段刻骨铭心的往事:河北省辛集市和河南省巩义市的两位男女网友,通过上网聊天相识、相知、相恋、相爱。真情演绎了一段生离死别的凄婉故事。令人肝肠寸断,刻骨铭心。
  • 迷雾的圣人

    迷雾的圣人

    由于一次偶然的机会,Aicsec和ever到水井里面去时找到了Aicsec失踪的爷爷的信息,但因为他们冒犯了神灵,只好被迫找一位圣人的遗嘱,也正是这样,他么踏上了一段先人未涉足领域……
  • 五年情妇契约:一把桃木梳

    五年情妇契约:一把桃木梳

    十七岁上下,家逸在她心里作了个记号,用艳红的朱砂,迤逦出一条半弧。二十五岁上下,他想补齐另一半弧,连着他的心,组成一整个圆,才发现,初恋支离破碎,碎的那些,注定成了他后半生的遗憾。人在今生无法圆满时,能做的,便只能希冀下辈子。母亲送给她一把桃木梳,梳柄上刻着“来来茴茴,幸福吉祥!”然而,从她认识周于谦那刻起,不幸接踵而至,谁又料到,渡过重重磨难后,最终给她幸福的,竟然是他!一把预兆幸福的桃木梳,一个不幸的女人找到幸福的故事。读者交流群:47378687