太空先鋒

胡濱

衛星一般指人造衛星，是由人類建造，通過運載工具（如火箭）發射到太空中，像天然衛星一樣環繞地球或其他行星的裝置，是人類探索太空的急先鋒，也是一項系統工程。《義務教育小學科學課程標準》要求學生掌握“工程技術的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計，解決實際問題和制造產品的活動”“工程是以科學和技術為基礎的系統性工作”。在中國科技館，可以通過“太空探索”展區的展品“繁星璀璨”體驗衛星是如何運用科學和技術進行工作的。

繁星璀璨

當你遙望星空時，或許會看到緩緩移動的星，那是一顆衛星，雖然距離我們非常遙遠，但是它已悄然深入我們的生活之中。當你撥打越洋電話、觀看“世界杯”時，“東方紅”（通信衛星）為你服務;當你在手機上尋找共享單車、使用智能手表記錄足跡時，“北斗”（導航衛星）可能正在為你提供服務;當你收聽天氣預報、預知氣象災害時，“風云”（氣象衛星）為你服務;當你獲取城市規劃建設、地質勘探等信息時，“高分”（遙感衛星）為你服務……衛星給我們帶來了太多的便利，你是否真的了解它們呢？

“繁星璀璨”展品主體是一個倒金字塔造型的幻影成像裝置，配合互動轉盤和語音裝置。通過轉動轉盤可選擇7種不同衛星，幻影成像裝置呈現3D立體畫面，演示“高分二號”“東方紅四號”“海洋二號”“風云二號”“環境1B”“資源三號”及“北斗導航系統”的運行軌道、結構、功能與應用等，并配合語音知識介紹。

衛星軌道為什么不一樣

人造地球衛星的軌道雖然不外乎圓形和橢圓形2種，但方向和形態卻是千差萬別，究竟采用哪種形狀的軌道，則是由其功能和用途決定的。

圓形軌道的優勢是可以同地球表面保持等距離，所以用于觀察地球、通信廣播、導航定位和大地測量的衛星常采用這種軌道。但圓形軌道的劣勢是不能覆蓋高緯度地區，例如，俄羅斯的“閃電”通信衛星運行在大橢圓軌道。另外，如果是為了科學研究，使探測范圍更大些，可以選擇扁的軌道。

常見的2種軌道是地球同步軌道和太陽同步軌道。所謂地球同步軌道，就是該軌道上的衛星繞地球運行的角速度與地球自轉的角速度相同，所以從地面上看去它好像是靜止的。這種軌道只有l條，就是在地球赤道上空離地面35786千米的軌道。大多數通信衛星都采用這種軌道，以便地面與衛星能連續通信。太陽同步軌道指的是衛星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向，軌道傾角（軌道平面與赤道平面的夾角）接近90°，衛星在地球兩極附近通過。其優點是不僅可以使衛星能俯瞰包括地球兩極地區在內的整個地球表面，而且在衛星每次經過特定地區時，其光照條件基本不變，從而有利于獲取高質量地面目標的圖像，所以氣象衛星、資源衛星等對地觀測衛星都采用這種軌道。

我國有哪些種類的衛星

目前，我國衛星的在軌數量已超過200顆，總數位居世界第二，不僅涵蓋遙感、導航、通信、空間探測和技術實驗等衛星種類，還成系統地發展出了通信廣播衛星系列、北斗導航衛星系列、氣象衛星系列、資源衛星系列等系列衛星，多項應用衛星技術達到世界先進水平。

東方紅四號是中國新一代大型通信衛星平臺，容量大、壽命長，其優異性能得到了國際用戶的廣泛認可，打開了我國向世界出口衛星的通道。我國先后為尼日利亞、委內瑞拉、巴基斯坦、玻利維亞、白俄羅斯等國家研制了國際商業通信衛星。采用東方紅四號衛星平臺研制的在軌運行的民/商用通信衛星，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。

高分二號是迄今我國空間分辨率最高的民用遙感衛星，它的出現標志著我國民用遙感衛星正式跨入亞米級分辨率時代，空間分辨率優于1米。從2013年至2018年，中國已發射6顆高分衛星，在測繪、農業、工程設計、地質勘探、海洋水文、災害監測等方面發揮了重要作用。

我國已發射的風云氣象衛星，包括風云二號、風云三號、風云四號等在軌運行，是世界上第3個同時擁有地球靜止軌道氣象衛星和太陽同步軌道氣象衛星的國家。風云系列氣象衛星在氣象預報、氣候生態變化觀測、重大活動保障、防災減災等方面發揮了巨大作用。投入業務運行以來，全國因臺風、洪澇災害死亡或失蹤人數減少了約70%，直接經濟損失平均減少約40%。我國作為世界氣象監視網的重要成員，為全球近百個國家和地區提供災害監測和氣候變化方面的觀測資料及信息服務。

目前，我國已經初步形成了以海洋一號系列衛星、海洋二號系列衛星及高分系列衛星為代表的，包含海洋水色、海洋動力環境、海洋監視監測3個門類的海洋衛星體系，廣泛應用于我國海洋資源開發與管理、海洋環境監測與保護、海洋災害監測與預報等領域。

資源衛星是民用高分辨率光學傳輸型立體測繪衛星，其主要任務是長期、連續、穩定、快速獲取覆蓋全國的高分辨率立體影像和多光譜影像，為國土資源調查與監測、防災減災、農林水利、生態環境、城市規劃與建設、交通、國家重大工程等領域的應用提供服務。在雙星在軌組網工作期間，將為更新1：50000全球基礎地理信息提供高精度、長期、穩定、連續的數據源，可實現重點城市地理信息3個月更新1次、全國1年更新1次的任務要求。

北斗系統是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，可在全球范圍全天候、全天時為各類用戶提供高精度和高可靠的定位、導航、授時服務。截至2018年底，北斗系統在軌工作衛星共33顆，包含15顆北斗二號衛星和18顆北斗三號衛星。根據計劃，我國將于2020年全面完成北斗三號全球組網建設，向全世界用戶提供高性能、高可靠、高效益的衛星導航服務，展現開放中國的胸襟與力量。