文沫

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2019年計(jì)劃發(fā)射8～10顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，完成所有中圓軌道發(fā)射衛(wèi)星，進(jìn)一步完善全球系統(tǒng)星座布局......

小諾，為什么各國對人造衛(wèi)星這么青睞，發(fā)送大量人造衛(wèi)星到太空呢？

因?yàn)槿嗽煨l(wèi)星的用途廣泛啊，人類在通信、氣象、偵察、導(dǎo)航等方面都離不開它。

人造衛(wèi)星是利用運(yùn)載火箭發(fā)射到太空中。但是地球?qū)χ車奈矬w都有引力作用，拋出的物體會落回地面，為什么人造衛(wèi)星沒有呢？

這關(guān)鍵在于運(yùn)載火箭的發(fā)射速度，一定要達(dá)到第一宇宙速度，即7.9千米/秒。

哇，速度真快呀！

是的。在地面上，物體的運(yùn)動速度達(dá)到7.9千米/秒時，它所產(chǎn)生的離心力恰好與地球?qū)λ囊ο嗟?。只有達(dá)到這個發(fā)射速度，人造衛(wèi)星才能順利進(jìn)入預(yù)定軌道，圍繞地球旋轉(zhuǎn)。

只要衛(wèi)星被送入軌道，即使沒有動力也不會掉下來，它會沿著軌道一直運(yùn)行下去。

第一宇宙速度？那還有第二、第三宇宙速度嗎？

有的。第一宇宙速度是7.9千米/秒，叫環(huán)繞速度，是人造衛(wèi)星圍繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動時的速度。

第二宇宙速度是11.2千米/秒，叫脫離速度，是航天器脫離地球引力場所需的最低速度。

第三宇宙速度是16.7千米/秒，叫逃逸速度，是航天器脫離太陽引力場所需的最低速度。

人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道有的是圓形的，有的是橢圓形的。不同形狀的運(yùn)行軌道要求的發(fā)射速度是不是不一樣？

這是當(dāng)然。當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地球的近地軌道的速度等于7.9千米/秒時，才會繞地球做圓周運(yùn)動，軌跡是一個圓。入軌速度大于7.9千米/秒而小于11.2千米/秒時，運(yùn)行的軌跡是一個橢圓。入軌速度達(dá)到11.2千米/秒時，軌跡為拋物線形;入軌速度達(dá)到16.7千米/秒時，軌道則為雙曲線形。

當(dāng)然，除了入軌速度，入軌的方向也決定了衛(wèi)星的軌道形狀。

衛(wèi)星究竟采用哪種形狀的軌道，則是由其功能和用途決定的。

如用于觀察地球、通信廣播、導(dǎo)航定位和大地測量的衛(wèi)星常采用圓形軌道，衛(wèi)星能同地球表面保持等距離。

那人造衛(wèi)星升空多久才能進(jìn)入最終軌道呢？

不同種類的人造衛(wèi)星運(yùn)行在不同的軌道上，升空后進(jìn)入最終工作軌道的時間也是不同的。有的能馬上進(jìn)入最終的工作軌道，有的則需要幾十天甚至幾個月。

為什么呢？

由于種種原因，用運(yùn)載火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星時，其入軌點(diǎn)的速度和方向會與預(yù)定的軌道稍有偏差，因而常常不能一下子把衛(wèi)星送入預(yù)定的軌道。

人造衛(wèi)星上天后需要變軌，對軌道進(jìn)行修正，才能進(jìn)入預(yù)定軌道。

自從1957年10月4日蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星之后，各國就競相發(fā)射人造衛(wèi)星到太空星，太空中還有地方嗎？

到目前為止，太空中運(yùn)行的各類衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)到數(shù)千顆。雖然宇宙浩瀚無窮，然而地球靜止軌道上卻擁擠不堪。

衛(wèi)星運(yùn)行的軌道上又沒有交警指揮，要是兩個衛(wèi)星的入軌點(diǎn)一樣，豈不是要相互撞擊造成大麻煩？

2009年，人類歷史上首次發(fā)生兩顆人造衛(wèi)星相撞的事件——一顆美國商業(yè)衛(wèi)星“銥星33號”與一顆俄羅斯軍用衛(wèi)星“宇宙-2251”在西伯利亞北冰洋沿岸的泰梅爾半島上空大約789千米高度上相撞。結(jié)果，兩顆衛(wèi)星“同歸于盡”。

由于地球靜止軌道全球只有一條，而且十分有用，所以該軌道的資源使用管理也很嚴(yán)格。

誰管理呢？

地球靜止軌道資源由國際電聯(lián)負(fù)責(zé)管理，世界上每個國家都可以付費(fèi)預(yù)訂。為了避免在該軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星的收發(fā)信號相互干擾，衛(wèi)星與衛(wèi)星之間一般要相隔1°～2°。

可是盡管這樣，地球靜止衛(wèi)星軌道的資源仍十分緊張，為此航天大國一直在積極想辦法。

想到解決的辦法了嗎？

比如：開發(fā)性能更高的地球靜止軌道衛(wèi)星，讓它“一個頂倆或頂仨”;研制更先進(jìn)的防干擾隔離技術(shù)，以增加地球靜止軌道衛(wèi)星的密度;研制低軌道通信衛(wèi)星，等等。

既然地球靜止軌道很擁擠，那衛(wèi)星會被擠得墜落下來嗎？

從20世紀(jì)70年代起，每年約有200枚火箭和衛(wèi)星墜落，最近每年也有50枚左右。其中大部分在大氣層燃為灰燼，每年只有數(shù)枚衛(wèi)星的零部件落到地面。當(dāng)然，這些衛(wèi)星墜落的原因有多種。

那會砸中人嗎？

一般來說，衛(wèi)星零部件殘骸砸中人的概率是數(shù)千分之一，砸中某個特定人員的概率是幾十萬億分之一。

衛(wèi)星有一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，即在墜向地球時砸中地面人員的概率要降至萬分之一以下。

那能準(zhǔn)確預(yù)測衛(wèi)星的高度何時開始驟降嗎？

由于大氣的狀態(tài)受太陽活動等因素影響瞬息萬變，因此很難預(yù)測衛(wèi)星的高度何時開始驟降。如果是通信中斷且失控的衛(wèi)星，還存在難以掌握正確高度的問題。

1988年，帶有核反應(yīng)堆的蘇聯(lián)宇宙1900號衛(wèi)星墜落，蘇聯(lián)人在最后一秒才阻止了反應(yīng)堆進(jìn)入地球大氣層。

那既然無法預(yù)測和掌握，那豈不是很危險(xiǎn)？

目前有5種可行的控制衛(wèi)星墜地威脅的方法：

1.把退役衛(wèi)星轉(zhuǎn)移至不妨礙其他航天器運(yùn)行的軌道。

2.將退役衛(wèi)星引導(dǎo)墜入指定海域。

3.體積較小的衛(wèi)星可以任其自由墜落，在大氣層中完全燒毀。

4.當(dāng)衛(wèi)星墜至距地球很近的太空軌道時，用反衛(wèi)星武器將其炸成碎片，這種方法通常只對涉密衛(wèi)星使用。

5.使用航天飛機(jī)等大型載人航天器捕捉退役航天器，帶回地面。但由于美國航天飛機(jī)退役，目前這種方法已經(jīng)無法實(shí)施。