衛星是誰發明的?怎麼做到的?

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從歷史的角度來講,衛星不可能是一兩個人發明的,它是蘇聯科學家們集體發明的。

從衛星的定義來講,基本上,凡是繞著行星在固定軌道上運行的物體,都可稱為衛星。

根據物理學的萬有引力及開普勒幾大定律,物體之間的運動有嚴格的軌道關係。從軌道的類型劃分,圍繞地球運行的衛星軌道可以分為2種主要的軌道:靜止軌道和極地軌道。靜止軌道是指衛星在地球赤道上空約了36000km的高度,相對於地球運動是靜止的;極地軌道是圍繞著地球南北極一定夾角的橢圓形軌道,相對於太陽靜止,這類軌道有時也叫做太陽同步軌道。

衛星平臺上可以安裝部署不同用途的載荷,載荷類型可以分為通信、導航、遙感三大類。通信載荷主要用於信號的傳輸及轉發;導航載荷主要用於定位、授時等;遙感類載荷比較廣泛,主要用於信息的獲取。信息的獲取手段也多種多樣,有光學載荷、雷達載荷、大氣探測載荷、科學實驗載荷等,獲取地球大氣、環境、陸地資源等不同層面的信息。

從中國的衛星發展史來講,1970年發射完成東方紅一號衛星以來,經過近50年的發展,中國已經獨立自主的建立了多個衛星體系,包括衛星設計、研製、發射、運行、應用等,尤其是最近幾年,每年發射的衛星數量都在10顆以上,有時能到20-30顆甚至更多。目前中國已經建設完成了通信衛星、導航衛星和遙感衛星三大類衛星體系,目前系統運轉良好,在服務於國家經濟建設、社會資源服務方面發揮了巨大的作用。比如中國的高分系統工程,涵蓋了光學、SAR、紅外、高光譜等不同類的相機載荷,每天圍繞地球能夠獲取多次的數據,供科研和工程技術人員進行分析應用。北斗導航星座將於今年完成全球組網,到時在世界各地都能使用到衛星導航信息帶來的信息服務。

關於對地觀測衛星,目前我國的研製體系已經完備且成熟,近幾年我國正在向深空探測領域進軍,包括對月觀測衛星(嫦娥系列)、對火星觀測衛星等。目前在這方面也是國際上的一個研究熱點。


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1957年,第一顆人造衛星發射成功。

工程師:謝爾蓋.科羅廖夫,蘇聯人。

謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫(俄語:Серге́й Па́влович Королёв,烏克蘭語:Сергій Павлович Корольов,1907年1月12日-1966年1月14日),前蘇聯在1950年代至1960年代美國與蘇聯太空競賽時火箭工程師與設計師領導;即便他是位飛行器工程師,科羅廖夫眾多優點裡最被人稱道是他能集成各樣科技設計、組織化及戰略應用。

謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫,前蘇聯人,物理學家、發明家,人造衛星的發明者,火箭專家。人造衛星按用途分可非為:科學衛星、氣象衛星、地球觀測衛星、天文衛星、應用衛星、廣播衛星、通訊衛星、導航衛星、偵查衛星、預警衛星、反衛星衛星(這個是攜帶子彈的哦)、技術實驗衛星、空間衛星以及免拖拽衛星。接下來我給大家介紹一下與我們生活有著密切聯繫的兩種人造衛星。

廣播衛星;廣播衛星是專門為衛星電視設計的衛星。不必經過地面站轉播,可直接向用戶轉播電視和聲音廣播的應用衛星。其轉發器數目少、輸出功率大,天線定向精度高,覆蓋面積可很大,故在邊遠地區、小島或山區的用戶都能直接收到轉播的節目。為了讓地面觀眾用裝有直徑0.6~3米天線的簡易設備直接收看、收聽衛星廣播節目,廣播轉發器比通信轉發器的輸出功率要大得多,一般均採用數十至數百瓦的大功率行波管放大器,並且廣播天線採用高增益的窄波束或成形波束,將電波能量集中到衛星覆蓋區內,提高到達地面的電波強度。因此廣播衛星向地面發射的等效全向輻射功率比通信衛星的高數十倍到上千倍。用作集體接收型的廣播衛星的等效全向輻射功率為50分貝瓦左右,而個體接收型的則達到60多分貝瓦。

數字衛星電視是利用地球同步衛星將數字編碼壓縮的電視信號傳輸到用戶端主要有兩種方式。一種是將數字電視信號傳送到有線電視前端,再由有線電視臺轉換成模擬電視傳送到用戶家中另一種方式是將數字電視信號直接傳送到用戶家中。(即DTH方式)與第一種方式相比,DTH方式衛星發射功率大,可用較小的天線接收,

普通家庭即可使用。同時,可以直接提供對用戶授權和加密管理,開展數字電視,按次付費電視(PPV),高清晰度電視等類型的先進電視服務,不受中間環節限制。此外DTH方式還可以Inetrnet高速下載,互動電視等。

通過衛星將地面基站發射的微波信號遠距離傳輸,最終用戶使用定向天線將接收的信號通過解碼器解碼後輸出到電視終端收視的一整套過程。衛星電視節目信號經過地面天線接收機輸入到高頻頭進行放大變頻,將C波段或KU波段信號變換成950~2150MHZ頻率的信號。該信號被送入調諧器,在調諧器中進行再放大及二次變頻處理。輸出36MHZ中頻信號,該信號經QPSK(四相相移鍵控)解調器解出I、Q模擬基帶信號,I、Q模擬基帶信號經過模擬數字(A/D)變換及QPSK解碼、前向糾錯(FEC)等處理,輸出字節數為8比特的MPEG—2數據流。解複用器完成MPEG—2數據解包作用,分解出音,視頻同步控制及其他數據信息。MPEG—2解碼器則完成音,視頻解壓縮、解碼等功能,將各和數據信息還原成完整的圖像和伴音信號,再經視頻編碼器,音頻D/A變換,輸出電視機所需要的模擬音,視頻信號。成功發射與否取決於電離層的狀況,因為波具有粒子性,電離層的不穩定會干擾波的傳送,一般情況下穩定。電場和磁場的交互變化產生電磁波,電磁波向空中發射或洩漏的現象叫電磁輻射。任何帶電體周圍都存在著電場,週期變化的電場就會產生週期變化的磁場,就存在電磁波,產生電磁輻射。所以電磁輻射當然存在。

通訊衛星:通信衛星像一個國際信使,作為無線電通訊中繼站。收集來自地面的各種“信件”,然後再“投遞”到另一個地方的用戶手裡。由於它是“站”在36000

公里的高空,所以它的“投遞”覆蓋面特別大,一顆衛星就可以負責1/3地球表面的通訊。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通訊衛星,便可以實現除南北極之外的全球通訊。

一顆地球靜止軌道通信衛星大約能夠覆蓋40%的地球表面,使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分佈的3顆地球靜止軌道通信衛星可以實現除兩極部分地區外的全球通信。通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一,美國、前蘇聯/俄羅斯和中國等眾多國家都發射了通信衛星。當衛星接收到從一個地面站發來的微弱無線電信號後,會自動把它變成大功率信號,然後發到另一個地面站,或傳送到另一顆通訊衛星上後,再發到地球另一側的地面站上,這樣,我們就收到了從很遠的地方發出的信號。通訊衛星一般採用地球靜止軌道,這條軌道位於地球赤道上空35786公里處。衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉,繞地球一週的時間為23小時56分4秒,恰與地球自轉一週的時間相等。因此從地面上看,衛星像掛在天上不動,這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對準衛星,晝夜不間斷地進行通訊,不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處“晃動”,使通訊時間時斷時續。


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衛星是誰發明的?

蘇聯發射了第一顆人造衛星,衛星不可能是一兩個人發明的,它是蘇聯科學家們發明的。

凡是繞著行星在固定軌道上運行的物體,都可稱為衛星。人造衛星並非只限定於繞著地球或其他行星的人造物體而已,如美國的 SOHO 衛星,繞著太陽進行觀測太陽的任務,應該算是「人造行星」,但仍稱為人造衛星。

第二次世界大戰後,火箭工業的發展突飛猛進,以美國與蘇聯兩大陣營為代表,都把發射衛星列為重要目標。一九五七年十月四日,蘇聯搶先發射了世界上第一顆人造衛星——史普尼克一號(Sputnik 1)。同年十一月三日,蘇聯的史普尼克二號將一隻名為萊卡的小狗送上了太空,這是人類首度將生物送上太空。一九六一年四月十二日,蘇聯將太空人蓋加林(Yuri A. Gagarin, 1934-1968)以東方一號(Vostok 1)送上太空,這是人類首度 「踏上」太空的領域。

怎麼做到的?

簡單來說人造地球衛星是靠具有巨大推進力的巨型多級火箭送上太空。多級火箭的工作原理並不複雜,就是把幾支單線火箭串聯或並聯在一起,構成一個大的火箭系統。其中的每一級都是一支可以獨立工作的火箭,它們各自分階段地完成飛行任務。首先是第一級火箭點火,此時整個火箭便騰空而起,當第一級的推進耗盡時,它笨重的殼體就立即被扔掉,接著第二級開始工作,此時由於甩掉了一部分已經無用的結構重量,從而使整個火箭輕裝前進,再接著第二級的殼體被拋掉,第三級點火……這樣一級接一級,好似接力賽一樣,越跑越輕,越跑越快。直到最後一級火箭工作結束時,使裝在末級火箭前端的衛星進入地球軌道。地球對周圍的物體有引力的作用,因而拋出的物體要落回地面。但是,拋出的初速度越大,物體就會飛得越遠。牛頓在思考萬有引力定律時就曾設想過,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力,當速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上來,它將圍繞地球旋轉,成為一顆繞地球運動的人造地球衛星,簡稱人造衛星。人造衛星是發射數量最多,用途最廣,發展最快的航天器。


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準確的說,第一顆衛星的發明者是前蘇聯的火箭專家,謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫。

1957年,第一顆人造衛星發射成功。謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫是前蘇聯在1950年代至1960年代美國與蘇聯太空競賽時火箭工程師與設計師領導。

即便他是位飛行器工程師,科羅廖夫眾多優點裡最被人稱道是他能集成各樣科技設計、組織化及戰略應用。

科羅廖夫1907年1月12日出生於烏克蘭日托米爾。因生父早逝,家境貧寒,他沒能進入正規中學學習,而是靠半工半讀完成了中學和高等專科學校的課程。1924年,科羅廖夫進入基輔工學院航空動力系學習,1926年轉入著名的莫斯科鮑曼高等技術學院,成為飛機設計大師圖波列夫的學生。

1929年,他在卡盧加見到宇航之父齊奧爾科夫斯基後,研究興趣由飛機制造轉向了航天火箭。1937年開始,在“大清洗”中,科羅廖夫因莫須有的陰謀顛覆罪遭到指控,被判十年徒刑,押解到西伯利亞罰做苦役。1944年,科羅廖夫被提前釋放。1957年8月3日蘇聯首枚洲際彈道導彈P-7試飛成功。當年的10月4日,使蘇聯搶在美國之前,通過運載火箭成功發射了人類第一顆人造地球衛星,這一事件成為人類進入航天時代的重要標誌。

但是在1965年底,由於長年不知疲倦地辛勞工作和近10年牢獄之災的折磨,科羅廖夫不幸病倒了,次年1月14日與世長辭,終年59歲。作為應用宇宙航行學奠基人,他的名字永遠與衛星建立了聯繫。


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