30米大金属球发射到轨道,人类最早通讯卫星,全球感谢美国老铁!
今天的我们都知道卫星电话、卫星电视、卫星导航,这些都是利用人造卫星在太空中传输信号的技术。但你知道吗?在半个多世纪前,人类就已经实现了用卫星通信的梦想,而且用的卫星,竟然只是一个大气球,没有任何电子设备,只靠反射无线电波,就能让全世界的人说话。这种卫星,就是回声卫星,它被誉为有史以来发射的最美丽的卫星,也是人类太空探索的重要里程碑。甚至全世界都因此而感谢美国老铁送的卫星,这东西到底是什么?回声卫星
回声卫星是怎么诞生的?
回声卫星的诞生,要追溯到1957年,那一年,苏联发射了人类历史上第一颗人造卫星,叫做斯普特尼克1号。这个卫星,虽然只有一个篮球那么大,但它却引起了全世界的震惊,尤其是美国,感到了极大的危机和压力。于是,美国加紧了自己的太空计划,成立了国家航空航天局,并开始了一系列的太空项目,其中之一,就是回声卫星项目。
回声卫星项目的灵感,来自于一位贝尔实验室的工程师,叫做约翰·皮尔斯。他在1958年的一次会议上,提出了一个大胆的想法:用一个巨大的金属气球,作为一个被动的通信卫星,反射地球上发射的无线电信号,从而实现不同地点之间的通信。他认为,这样的卫星既简单又便宜,而且能够证明卫星通信的可行性,为未来的卫星通信技术打下基础。
回声卫星的内部
皮尔斯的想法得到了NASA的支持,他们决定把这个项目交给喷气推进实验室来执行。工程师们开始了对回声卫星的设计和制造,他们面临的最大挑战是如何把一个巨大的气球发射到太空中,然后在太空中充气,使其成为一个完整的球体。他们通过多次试验和改进,最终成功地制造出了回声1号卫星,这是一个直径为30米,重量为68千克,由聚酯薄膜制成的气球,表面覆盖着一层铝箔,使其能够反射无线电波。回声1号卫星被装在一个火箭的顶部,发射到太空中。当它达到预定的轨道高度时,它自动充气,变成一个完美的球体,开始它的通信任务。
气球装入外壳
回声卫星是如何充气的?
回声卫星虽然重量只有68千克,但是直径达到了30米,没有任何火箭能够运输它,所以必须让它自己折叠起来,然后到了太空自己充气,但太空没有任何气体,如何才能做到这点呢?这里不得不佩服科学家们的想法,他们利用了一个很简单的化学反应就实现了。
在地球上,因为有巨大的大气压,所以要将一个气球充气鼓起来需要大量的气体,但是在太空则是不需要,因为周围是真空,没有气压,所以只需要很少的气体就可以冲起来一个巨大的气球。那么,卫星是如何实现在太空充气的呢?
发射的火箭
其实,卫星并没有携带自己的空气,而是利用了一种特殊的化学物质,叫做苯甲酸。苯甲酸是一种白色的粉末,它有一个神奇的特性,就是当它暴露在高温下时,它会从固体变成气体,而且产生的气体量很大,可以达到它自身重量的400倍。所以,卫星里装了几个小罐子,里面都是苯甲酸,当卫星被发射到太空中时,太阳的热量就会很快将苯甲酸加热,使其变成气体,然后通过一些小孔,进入气球内部,使其膨胀。在短短几秒钟内,这个巨大的气球就会完全充气,变成一个完整的球体,开始它的通信任务。
装入发射设备
回声卫星是怎么工作的?
回声卫星的工作原理其实很简单,就像一个巨大的镜子能够反射光线一样,回声卫星也能够反射无线电波。当地球上的一个地点发射一个无线电信号,比如一段语音,这个信号就会向太空中传播。当它遇到回声卫星时,就会被反射,向各个方向散射。一部分信号会返回地球,被另一个地点接收到。
新闻报道
这样,不同地点就实现了通过卫星的通信。为了让通信更加准确和稳定,需要一些专门的设备,比如天线盘、信号放大器、信号解调器等,构成地面站。地面站的作用是跟踪和锁定回声卫星,发送和接收信号,处理和转换信号,使其能够被人类听懂。
不过作为人类最早的卫星探索设备,它可以说有很多的问题,但也有很多我们今天卫星没有的优点。
没有结构就是最好的结构:它是被动反射的,也就是说,回声卫星本身没有任何电源或电子设备,它只是一个反射器。它不会主动发射或接收信号,只是被动地反射信号,因此寿命很长,只要不被撞毁或掉落,就可以一直工作。这可是无能源的设备啊,而且结构那么简单,根本不存在损坏的可能性,比现在的卫星可靠多了。
感谢美国老铁送的大铁球。回声卫星的轨道是极地轨道,可以覆盖地球的大部分地区。只要有地面站,就可以利用回声卫星进行通信。而且因为它本身没有信号处理装置,就是一个反射信号的球,所以无论在哪个国家或地区,甚至是美国和苏联当时这样的敌对国家,都可以通过回声卫星进行友好的通信。因此,回声卫星也被称为“友好的人造地球卫星”。
反射通讯
抓紧时间它快跑了。因为结构和原理太简单,所以回声卫星的通信受到一些因素的影响。比如,回声卫星的位置只有在天空中可见的时候才能进行通信,而且只有在黄昏或黎明的时候,太阳的光线才能照亮它,使其能够反射信号。因此,回声卫星的通信只能在一天中的一小段时间内进行,并且只能在一定的范围内进行,不能跨越太大的距离。因此,回声卫星的通信只能作为一种实验性的通信,不能作为一种常规的通信。
回声卫星有什么功绩和影响?
回声卫星的功绩和影响是不可估量的。它们为人类的太空探索和卫星通信做出了巨大的贡献,并为我们了解地球和太空提供了宝贵的数据。
发射前照片
回声卫星证明了卫星通信的可行性。它们是人类历史上第一批用于通信的卫星,让全世界的人能够通过卫星说话、听音乐、看电视,传输数据。这是一个划时代的进步,开启了卫星通信的新时代,并为后来的卫星通信技术打下了坚实的基础。
而且,不仅仅是通信,回声卫星还提高了地球的测量精度。它们利用自己的反射特性,让科学家们能够精确地测量地球上不同地点之间的距离。这有助于更好地了解地球的大小和形状,对地理学、地质学、地球物理学、航空航天学等领域有着重要的意义,并为后来的地球观测卫星提供了参考和依据。
地面接收站
今天我们看这颗卫星确实是非常简单的,而且它们也都已经不在了,因为没有任何动力设施,所以它们很容易受到太阳风的影响,它们会对卫星产生一种推力,使卫星的轨道发生变化。回声1号卫星,就是因为太阳风的作用,导致它的轨道不断降低,最终在1968年,它进入了大气层,被烧毁了。回声2号卫星,就是因为太阳风的作用,导致它的轨道不断升高,最终在1969年,它超出了地球的引力范围,飞向了深空。
但它的存在却让人类验证了卫星通信的可能性,并且一步步走到了今天,到了中国的墨子号卫星通讯这样的地步,不得不说,人类科技总是在一步步向前走的,终将越来越强,只不过它不一定永远是美国或者苏联引领的,也可能是中国。
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