人造卫星
概述
人造卫星是指由火箭送入地球轨道或其他天体周围轨道的人造物体。自1957年苏联发射斯普特尼克1号（Sputnik 1）以来，人类已发射了用于通信、导航、气象观测、军事侦察、科学研究等多种目的的卫星。如今，人造卫星是支撑现代社会通信、交通、灾害应对基础设施的核心要素，随着航天产业的发展，其数量和角色正在快速扩大。
主要内容
轨道的种类
人造卫星的任务在很大程度上取决于高度和轨道形态。地球低轨道（LEO，约200~2,000公里）适合地球观测和卫星互联网；静止轨道（GEO，约35,786公里）与地球自转速度相同，从地面某一地点看如同固定不动，因此主要用于通信和气象卫星。介于两者之间的中轨道（MEO）用于GPS等卫星导航系统，极轨道和太阳同步轨道则有利于在固定时刻观测同一地区。此外，椭圆轨道用于对极地或特定地区进行集中观测。
构成要素
卫星大体上分为有效载荷（payload）和卫星平台（bus）。有效载荷是相机、通信转发器、传感器等执行实际任务的设备；平台则由电源系统（太阳能电池板、蓄电池）、姿态控制系统、推进系统、热控制系统、通信与指令系统等组成，为卫星稳定运行提供支持。近年来，随着小型化和模块化的推进，立方星（CubeSat）等超小型卫星也得到了广泛应用。
发射与运营
卫星通过多级火箭被送入轨道，发射后通过与地面站的通信持续进行轨道调整、姿态控制和任务执行。卫星寿命取决于燃料量、部件寿命、轨道环境等；寿命结束的卫星或通过再入大气层烧毁，或转移至坟墓轨道进行处理。近年来，卫星星座（constellation）运营和自动碰撞规避技术正变得日益重要。
应用领域
- 通信：广播、电话、互联网服务，尤其是偏远地区、海上、航空通信
- 导航：GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等卫星导航系统
- 地球观测：天气预报、灾害监测、农业、森林、海洋监测
- 科学：天文观测、空间环境研究、地球磁场与重力场测量
- 军事与安全：侦察、早期预警、通信中继
空间碎片问题
随着卫星数量激增，废弃卫星、碎片等空间碎片（space debris）已成为主要国际议题。为应对碰撞风险增加和凯斯勒综合征（Kessler syndrome）担忧，离轨装置、空间态势感知（SSA）和国际规范讨论正在积极展开。
最新动态
2024~2025年，低轨道大规模卫星星座（巨型星座）已成为航天产业的核心话题。包括星链（Starlink）在内的卫星互联网运营商正在运营数千颗卫星并扩展全球宽带服务，各国政府和民营企业也在着手建设自己的卫星网络。随着可重复使用运载火箭的普及，发射成本大幅降低，超小型卫星和民间主导的航天开发加速推进，利用卫星数据的AI分析服务也在快速增长。此外，卫星间激光通信、星上AI处理、空间态势感知及碰撞规避自动化技术正成为下一代卫星的核心竞争力。韩国也在强化自主运载火箭和卫星开发能力，并持续推进培育民间航天企业的政策。
相关主题
- [[太空开发]]
- [[火箭]]
- [[卫星导航系统]]
- [[空间碎片]]
- [[星链]]