青少年應(yīng)該知道的人造衛(wèi)星

前言

莽莽蒼蒼的山川大地，茫茫無際的宇宙星空，人類生活在一個充滿神奇變化的大千世界中。面對異彩紛呈的自然現(xiàn)象，古往今來曾引發(fā)多少人的驚詫和探索。它是科學家研究的課題，更是充滿了幻想和好奇的青少年渴望了解的知識。為了幫助廣大青少年系統(tǒng)、全面、準確、深入地學習和掌握有關(guān)自然科學的基礎(chǔ)知識，用科學發(fā)展觀引領(lǐng)他們愛科學、學科學、用科學，團結(jié)出版社按照國家確定的學生科普知識標準，編輯出版了《青少年科普圖書館》大型叢書，應(yīng)該說這是一個很有意義、值得支持和推廣的出版工程。    加強科普教育和科普讀物出版工作，是加快國家建設(shè)和發(fā)展的需要。中共十七大提出要把我們的國家建設(shè)成為富強、民主、文明、和諧的社會主義現(xiàn)代化國家，要在2020年實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標，必須堅持以經(jīng)濟建設(shè)為中心。為加快國家發(fā)展，要抓緊時機，實施科教興國、人才強國和可持續(xù)發(fā)展的三大戰(zhàn)略。把科教興國戰(zhàn)略放在第一位，就是要充分發(fā)揮科學技術(shù)作為第一生產(chǎn)力的作用，認真落實國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要，依靠科技進步，建設(shè)創(chuàng)新型國家；要著眼于長遠，努力培養(yǎng)新一代創(chuàng)新人才，提高勞動者素質(zhì)，增強創(chuàng)新能力。大量優(yōu)秀的科普讀物的出版發(fā)行正是科學的教育和普及的基礎(chǔ)性工作，是科教興國、人才強國的文化基礎(chǔ)工程。    加強科普教育和科普讀物出版工作，同時也是我們社會文化建設(shè)的需要。中共十七大強調(diào)“弘揚科學精神，普及科學知識”，是“建設(shè)和諧文化，培養(yǎng)文明風尚”的重要內(nèi)容，特別提出要重視城鄉(xiāng)、區(qū)域文化協(xié)調(diào)發(fā)展，著力豐富農(nóng)村和邊遠地區(qū)的精神文化生活，為青少年健康成長創(chuàng)造良好的文化環(huán)境。    有關(guān)科普教育和科普讀物出版發(fā)行工作，多年來得到中央和地方各級政府部門和相關(guān)社會團體的廣泛支持。2002年6月29日，《中華人民共和國科學技術(shù)普及法》正式頒布實施，標志著我國科普事業(yè)進入法制建設(shè)和發(fā)展的軌道。為持續(xù)開展群眾性、社會性科普活動，中國科協(xié)決定從2(005年起，將每年9月第三周的公休日定為全國科普日。自2003年以來，為支持老少邊窮地區(qū)文化事業(yè)發(fā)展，由國家文化部、財政部共同實施送書下鄉(xiāng)工程。2009年2月，中國科協(xié)等單位五年內(nèi)在全國城鄉(xiāng)建千所科普圖書室的活動舉行了啟動儀式。多年來有關(guān)政府部門和社會團體堅持不懈的送書下鄉(xiāng)活動，推動了科普工作在全國，特別是在農(nóng)村、邊遠地區(qū)和廣大青少年中的開展，豐富了他們的精神文化生活，提升了他們的科學文化素質(zhì)。    貫徹中共十七大精神，適應(yīng)國家建設(shè)的發(fā)展需要，特別是廣大農(nóng)村、邊遠地區(qū)發(fā)展的需要，以及青少年健康成長的需要，像《青少年科普圖書館》叢書這樣一類科普讀物的大量出版，符合廣大青少年探究自然科學的閱讀興趣和求知欲望，相信一定會得到青少年朋友的歡迎和喜愛。希望有更多更好的青少年科普讀物出版，為青少年的健康成長，為提高全民族的科學文化素質(zhì)，促進國家的現(xiàn)代化建設(shè)和文化大繁榮作出新的貢獻。

內(nèi)容概要

　　《青少年科普圖書館：青少年應(yīng)該知道的人造衛(wèi)星》引領(lǐng)我們認識了解人類探索宇宙新紀元的標志——人造衛(wèi)星，主要介紹了中國人造衛(wèi)星的發(fā)展歷程，人造衛(wèi)星的作用、功能、基本原理以及相關(guān)的航空航天技術(shù)等，目的是讓廣大青少年了解人造衛(wèi)星的基本知識，熱愛航天事業(yè)。

書籍目錄

第一章  太空探索——人造衛(wèi)星概述  第一節(jié)  話說人造衛(wèi)星  第二節(jié)  人造衛(wèi)星的基本構(gòu)造    1.機械結(jié)構(gòu)次系統(tǒng)    2.姿態(tài)控制次系統(tǒng)    3.熱傳控制次系統(tǒng)    4.遙控遙傳次系統(tǒng)    5.通訊次系統(tǒng)    6.電力次系統(tǒng)    7.推進次系統(tǒng)第二章  “星”潮澎湃——人造衛(wèi)星大揭密  第一節(jié)  科學衛(wèi)星  第二節(jié)  技術(shù)衛(wèi)星  第三節(jié)  通信衛(wèi)星    1.通信衛(wèi)星的簡介    2.通信衛(wèi)星的分類    3.通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視  第四節(jié)  軍事衛(wèi)星  第五節(jié)  氣象衛(wèi)星  第六節(jié)  資源衛(wèi)星  第七節(jié)  天文衛(wèi)星  第八節(jié)  首次發(fā)現(xiàn)黑洞的衛(wèi)星——Astro E2  第九節(jié)  微納衛(wèi)星第三章  人造衛(wèi)星知識大觀園  第一節(jié)  單程票與返程票——人造衛(wèi)星的發(fā)射與回收    1.人造衛(wèi)星的發(fā)射    2.人造衛(wèi)星的運行    3.路在何方——人造衛(wèi)星的軌道    4.人造衛(wèi)星的返回  第二節(jié)  夢想起點——衛(wèi)星發(fā)射中心    1.肯尼迪航天中心    2.西部航天和導(dǎo)彈試驗中心    3.范登堡空軍基地航天發(fā)射場    4.拜科努爾航天控制中心    5.普列謝茨克航天發(fā)射陣地    6.種子島航天中心    7.鹿兒島航天中心    8.斯里哈里科塔發(fā)射場    9.庫魯發(fā)射場  第三節(jié)  有序運行——太空“交通規(guī)則”  第四節(jié)  信息搜集——人造衛(wèi)星的“黑匣子”  第五節(jié)  殊路同歸——人造衛(wèi)星的“葬禮”    1.影響人造衛(wèi)星的因素    2.人造衛(wèi)星的壽命第四章  遙感導(dǎo)航——神奇的空間技術(shù)  第一節(jié)  遙感簡介  第二節(jié)  遙感衛(wèi)星圖片  第三節(jié)  遙感衛(wèi)星的工作    1.升空進入軌道    2.接收命令    3.各就各位    4.排列好照相機    5.核對燈光    6.拍照    7.圖片下載  第四節(jié)  衛(wèi)星導(dǎo)航的優(yōu)點  第五節(jié)  衛(wèi)星導(dǎo)航——不可不知的“GPS”    1.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航原理    2.全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成    3.GPS應(yīng)用    4.GPS選購小指南第五章  中國之“星”——中國航天史話  第一節(jié)  “東方紅”——中國第一顆人造地球衛(wèi)星    1.發(fā)射背景    2.東方紅一號的構(gòu)成與使命    3.成功發(fā)射    4.中國航天發(fā)展的黃金時代  第二節(jié)  夢想開起的地方——中國四大衛(wèi)星發(fā)射中心    1.甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心    2.山西太原衛(wèi)星發(fā)射中心    3.四川西昌衛(wèi)星發(fā)射中心    4.海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心  第三節(jié)  嫦娥一號——鎖定“廣寒宮”  延伸閱讀：天地之間——空間技術(shù)的應(yīng)用

章節(jié)摘錄

3.路在何方——人造衛(wèi)星的軌道    目前大多數(shù)國家都有屬于自己的人造衛(wèi)星，這些人造衛(wèi)星都是圍繞地球在運行的。在很早的時候就已經(jīng)有人提出這樣的疑問：這么多的人造衛(wèi)星在太空運行會不會發(fā)生碰撞或者發(fā)生混亂？其實它們的運行是有序的，就像生活中的飛機和船舶運行時是一樣的，有它們固定的航線，人造衛(wèi)星的運行也是“有跡可尋”的。并且人造衛(wèi)星的軌道是多種多樣的，按形狀可分為圓軌道和橢圓軌道；按離地面的高度又可分高軌道和低軌道。此外，還有赤道軌道、極地軌道、地球同步軌道、對地靜止軌道和太陽同步軌道等有特定意義的軌道。    衛(wèi)星繞地球一圈的時間叫運行周期，衛(wèi)星軌道形成的平面被稱為軌道平面，軌道平面與地球赤道平面形成的夾角叫軌道傾角。傾角小于90度為順行軌道：大于90度為逆行軌道；等于90度為極地軌道；傾角為0，即軌道平面與赤道平面重合，稱為赤道軌道。若衛(wèi)星的運行周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同，我們稱這種衛(wèi)星軌道叫地球同步軌道。如果地球同步軌道的傾角為零，即衛(wèi)星正好在赤道上空，它將以與地球自轉(zhuǎn)相同的角速度繞地球運行。從地面上看去，就像是靜止不動。這種特殊的衛(wèi)星軌道被稱為對地靜止軌道。處于這條軌道上的衛(wèi)星就是通常我們所說的對地靜止軌道衛(wèi)星。    那么，面對這么多的衛(wèi)星，如何來為它們選擇合適的軌道呢？衛(wèi)星軌道的具體選擇，則要根據(jù)衛(wèi)星的任務(wù)和應(yīng)用要求來確定。例如對地面攝影的地球資源衛(wèi)星、照相偵察衛(wèi)星等，通常采用近圓形的低軌道運行方式；通信衛(wèi)星則常常采用對地靜止的地球同步軌道；若為了節(jié)省發(fā)射衛(wèi)星時所消耗的運載火箭的能量，常采用順行軌道；為了使衛(wèi)星對地球能進行全面觀察，則需要采用極地軌道；而為了讓衛(wèi)星能始終在同一時刻飛過地球的某地上空，或使衛(wèi)星永遠處于或永遠不處于地球的陰影區(qū)，又往往需要采用太陽同步軌道；軍用衛(wèi)星為了滿足軍事的特殊需要，則常常采用地球同步軌道和太陽同步軌道等。    地球同步軌道是運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的順行軌道。但其中有一種十分特殊的軌道，叫地球靜止軌道。這種軌道的傾角為0，在地球赤道上空35786千米。在地面上的人看來，在這條軌道上運行的衛(wèi)星是靜止不動的。一般通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星選用這種軌道比較有利。地球同步軌道有無數(shù)條，而地球靜止軌道卻只有一條。    太陽同步軌道是軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的，方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同，旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度(360度／年)的軌道，它距地球的高度不超過6000千米。在這條軌道上運行的衛(wèi)星以相同的方向經(jīng)過同一緯度的當?shù)貢r間是相同的。氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星一般采用這種軌道。    極地軌道是傾角為90度的軌道，在這條軌道上運行的衛(wèi)星每圈都要經(jīng)過地球兩極上空，可以俯視整個地球表面。例如氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星常采用此軌道。    4.人造衛(wèi)星的返回    當把人造衛(wèi)星發(fā)送到太空中后，它會按照人類的指示完成所需要完成的任務(wù)。那么，當這些人造衛(wèi)星完成任務(wù)后，它們是如何再返回地面的呢？    一般情況下，衛(wèi)星發(fā)射成功之后，就在太空執(zhí)行任務(wù)，并不需要再返回地面。如通信、導(dǎo)航、氣象衛(wèi)星等都是如此。但是有些衛(wèi)星卻需要返回到地面，例如獲取情報的偵察衛(wèi)星，攜帶實驗品的科學實驗衛(wèi)星等都屬于返回式衛(wèi)星。研制返回式衛(wèi)星是衛(wèi)星發(fā)展史上的一個重要突破。    返回式衛(wèi)星主要有以下三種用途：一是作為觀測地球的空間平臺，返回式衛(wèi)星所獲取的各種對地觀測信息資料，可以帶回地面供科學家進行分析和研究二是作為微重力試驗平臺，利用微重力條件，在空間進行各種科學實驗，生產(chǎn)和制造地面條件下難以獲得的材料和物品：三是作為發(fā)展載人航天技術(shù)的先導(dǎo)，因為宇航員必須采取與返回式衛(wèi)星相似的方法返回地面，只有掌握了衛(wèi)星返回技術(shù)，才能為載人航天打下基礎(chǔ)。因此，返回式衛(wèi)星在世界各類航天器中占有重要的地位。目前，全世界只有美國、俄羅斯和中國掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)。    對于返回式衛(wèi)星的研制者來說，如何實現(xiàn)衛(wèi)星的返回和回收是十分重要的問題。繞地球運行的衛(wèi)星返回地面時，根據(jù)它們所受阻力和升力的大小不同，通常有三種不同的返回軌道：一種是彈道式返回軌道，這種衛(wèi)星在進入大氣層后，只產(chǎn)生阻力；第二種是半彈道式返回軌道，衛(wèi)星在進入大氣層后，除產(chǎn)生阻力外，還有部分升力；第三種為升力式或滑翔式返回軌道。我國的返回式衛(wèi)星采用的是彈道式返回軌道方式。    為了使衛(wèi)星在完成太空使命后能安全地返回地面，首先要求運載火箭有很高的控制精度，不僅能準確地把衛(wèi)星送到預(yù)定軌道，而且當衛(wèi)星完成使命等待回收時，能處于預(yù)定的回收區(qū)上空；其次，對低軌道返回式衛(wèi)星來說，由于受大氣阻力和地球形狀等的影響，軌道會發(fā)生偏離。因此，必須精確地計算出衛(wèi)星返回落地的時間和落點的經(jīng)緯度，并向衛(wèi)星發(fā)射各種控制指令；更重要的是，在衛(wèi)星進入返回圈后，衛(wèi)星必須能按地面指令準確地調(diào)整成返回地面所需要的姿態(tài)，并按預(yù)定程序使旋轉(zhuǎn)火箭、反推火箭依次點火、分離，然后彈射和打開降落傘。否則，失之毫厘，差之千里。在運載很大的氣動力作用下，衛(wèi)星返回地面時，可能產(chǎn)生較大的落點偏差，甚至造成意想不到的失敗。    P84-89

編輯推薦

華春編著的《青少年應(yīng)該知道的人造衛(wèi)星》引領(lǐng)我們認識了解人類探索宇宙新紀元的標志——人造衛(wèi)星，主要介紹了中國人造衛(wèi)星的發(fā)展歷程，人造衛(wèi)星的作用、功能、基本原理以及相關(guān)的航空航天技術(shù)等，目的是讓廣大青少年了解人造衛(wèi)星的基本知識，熱愛航天事業(yè)。

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