人造地球卫星及其轨道

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1957年，第一颗绕地球运行的人造卫星进入轨道，这是人类通过发射人造卫星连接地球和宇宙的第一步。自此以后，许多国家也都发射了卫星。现在，我们的上空分布着大量功能各异的人造卫星。        

人造卫星是个兴旺的家族，家庭成员众多。我们可以按用途把它们分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。科学卫星用于科学探测和研究，技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。应用卫星直接为人类服务，它的种类最多，包括通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星等。                    

那这么多卫星在太空中运行，它们之间不会发生碰撞吗？答案是否定的，因为作为制造精良的航天器，每一颗卫星都有属于自己的运行轨道。科学家们会根据它们各自的职能来选择适合它们的运行轨道。假如按离地面高度划分，人造地球卫星轨道按离地面的高度可分为低轨道、中轨道和高轨道。一般把200千米～2000千米高的轨道称之为低轨道，2000千米～20000千米高的轨道称之为中轨道，20000千米以上的轨道称之为高轨道。如，大部分对地观测卫星运行都在低轨道。若轨道过高，航天器将进入或接近地球辐射带；若轨道过低，残余大气阻力明显增加，大大提高保持航天器轨道的推进剂消耗量。而对地观测卫星会运行在500～1000千米高的轨道，这样既能获得清晰度较高的地面图片，也有一定的覆盖范围。不过大部分通信卫星会运行在高轨道，即赤道上空3.6万千米的地球静止轨道，以保证连续通信。           

此外，按轨道形状划分可分为圆轨道和椭圆轨道；按飞行方向分可分为顺行轨道（与地球自转方向相同）、逆行轨道（与地球自转方向相反）、赤道轨道（在赤道上空绕地球飞行）和极轨轨道（经过地球南北极上空）。相对而言，大家更为熟悉的是地球同步轨道，太阳同步轨道，极轨轨道这三类。地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。而且在这其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零。一般通信卫星、广播卫星、气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条；太阳同步轨道是绕着地球自转轴，方向与地球公转方向相同。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的；极地轨道则是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。              

总之，人造卫星的运行轨道数量很丰富，不同类型和应用的人造卫星会根据观测任务来选择轨道。

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就人造地球卫星来说，其轨道按高度分为三种类型：高地球轨道（HEO，地球同步轨道GEO也是一种高地球轨道）、中地球轨道（MEO）近地球轨道（LEO）。

近地轨道，又称低地轨道，是指航天器距离地面高度较低的轨道。近地轨道没有公认的严格定义。一般高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。由于近地轨道卫星离地面较近，绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。
中轨道，地球卫星主要是指卫星轨道距离地球表面2000～20000km的地球卫星。它属于地球非同步卫星，主要是作为陆地移动通信系统的补充和扩展，与地面公众网有机结合，实现全球个人移动通信。因此，其在全球个人移动通信中具有极大的优势。

地球同步轨道，地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星。所谓同步轨道卫星，是指:卫星距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23小时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星 ，即可实现除两极外的全球通讯。