卫星的奇幻旅程，离地高度背后的科学与生活

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导语

小壁虎前不久刚刚得到了一个非常特别的礼物——是一套卫星的三维拼图，经过组装之后，小壁虎发现原来世界上有那么多种类的卫星。

然而除了卫星的种类外，小壁虎还注意到了一个关键的数据，那就是卫星离地的高度，原来不同情况下卫星离地的距离还有如此大的不同。

于是小壁虎在拼好卫星的三维拼图之后就将卫星离地的高度整理了出来，于是小壁虎发现原来卫星离地的距离主要可以分为低地球轨道卫星、中地球轨道卫星、高地球轨道卫星、地球同步轨道卫星等种类，而卫星究竟用来干什么，又是怎么升空的?
卫星的类型

卫星主要分为低地球轨道卫星、中地球轨道卫星、高地球轨道卫星、地球同步轨道卫星等四大类别，并且除此之外还有很多深空探测器，那这些卫星又是有着怎样的用途呢?

在小壁虎的讲解下，卫星主要分为低地球轨道卫星、中地球轨道卫星、高地球轨道卫星等三大类别，其中低地球轨道卫星是指离地最近的那一类卫星，它们主要用于观测地球的地貌和气候的变化等等。

适用于多种用途，这样的卫星也是最为常见的类型。

低地球轨道卫星的典型代表就是国际空间站，不仅是人类首先在太空中搭建的太空站，也是人类首个在太空中维持了长达十几年使用寿命的太空站，同时还是人类首个有实际人员上去工作的太空站。

只要是肉眼可以看到的天宇中，国际空间站都是最亮的人造物体，只要当天夜里气温和空气质量都不错，就能在夜空中清晰地看见跨越天际的一道光带，那就是国际空间站正在上方飞过。

不过尽管国际空间站这么受欢迎，但是它的使用范围并不是特别大，国际空间站更多地是受多国共同投资建设的一个科研平台，能让来自不同国家的宇航员们更方便地进行国际科研合作。

其中大部分卫星都是低地球轨道卫星，而这些卫星中主要用于观测地球的地貌和气候等变化的人造卫星，而它们与国际空间站最大的区别在于，国际空间站是一艘太空飞船，它在太空的运转过程中会绕着地球一直飞着，而人造卫星则是停在天空中的巨大炮塔上方，只负责好好站着让人们使用就可以了。

除低地球轨道卫星外，还有中地球轨道卫星和高地球轨道卫星两种，中地球轨道卫星是卫星中使用的最多的一种，它们第一大用途就是为导航和通信服务。

比如GPS卫星，全球定位系统就是依靠这些GPS卫星的卫星系统来确定地点的，主要是通过这些卫星发射来的微波定位的方式，可以在地球上任何一个地方信号较好的地方都可以收到三颗或者四颗GPS卫星的定位信号，并通过这些定位信号来确定自己所处的位置，实现全球任意地方的定位服务。

而高地球轨道卫星则是使用最多的一种卫星，他们要比中地球轨道卫星再飞高一些，它们主要用来进行电视广播、通信和气象观测等方面的服务。

其中，最经常看到的就是卫星电视，几乎每个有了家庭电器的家庭都有一个卫星电视，它就是借助高地球轨道卫星的广播信号实现的。

在悠悠的太空中满载广播信号的高地球轨道卫星不怕任何阻碍，全都是直线传播，尽量避免受到地球重力和空气妨碍，信号甚至还能穿越云层直达地面，所以不管地面上发生了什么，只要有天上的卫星电视，地面都不会漫不开心。
深空探测器

除了三大类卫星之外，还有一大类卫星叫做深空探测器，深空探测器和前面说的卫星们有着同样的用途，但是前三种卫星都是飞到太空中，而深空探测器是要离开太空，使用最常见的一种是飞出地球领域去往月球的月球探测卫星，而月球探测卫星还有一个特点就是能够直接降落到月球表面上观察，所以月球探测卫星比较大，有时候硕大无比，这也是它的重量更大的一个原因。

当然，月球探测卫星除了月球之外还有很多别的用途，比如跑火星的火星探测卫星，土星探测卫星等等。

小壁虎向大家介绍完了有哪些种类的卫星之后，就开始讲解卫星的离地高度和如何升空的事情，卫星的离地高度简单来讲就是人们用来描述卫星离地距离的一个指标，只不过人们为了把卫星的升空过程分解方便，将低地球轨道卫星、中地球轨道卫星、高地球轨道卫星三个大类分出来，并且把高地球轨道卫星的距离排在了最后，以此来减少描述的难度，其实在实际使用中这三个地球轨道的高度相互之间是没有明显边界的，只有从低到高逐渐变化。

至于卫星又是如何升空的，小壁虎则向大家讲述了人造卫星升空的过程，人造卫星的升空过程大概包含四大步骤，一是让卫星从地面离开，二是让卫星从大气层出来，三是让卫星进入地球轨道，四是让卫星进入其它轨道，比如月球轨道、火星轨道。

人造卫星从地面离开的过程相对简单，人们可以直接把卫星发射到高空的地方，人造卫星从大气层出来的过程比人造卫星从地面离开的过程复杂一点，因为只凭脚力是飞不到大气层以外的地方的，需要依靠一些更强的驱动力才行，主要有两种方法，一是使用火箭推进器向下喷气，让喷气向上的反作用力将卫星推向太空，二是使用大型巨炮将卫星发射到大气层之上的高空。

人造卫星进入地球轨道的过程和人造卫星从大气层出来的过程相似，只不过需要的高度更高，需要转向太空轨道的过程和上面两个过程有点不同，它不是要进入太空，而是要逃离太空，这主要是通过使用第四个速度更高的火箭推进卫星飞出地球的引力和涡轮，如果有的话卫星就可以进入地球以外的太空领域，接下来的卫星轨道就很灵活了。
观察天空

小壁虎的故事也就这样讲完了，小壁虎的朋友们听得非常开心，他们对宇宙的奥妙感到十分好奇，于是小壁虎便激励大家说人造卫星无非就是人类工程师利用自己的动力学知识发明出来的，那我们对宇宙的认识难道就一定没什么价值了吗?

即使我们不是宇宙学家和天文学家，但是身在宇宙中，我们难道还不应该对宇宙的动静多了解多好奇?

此时，一位故事结尾处激活了大家的好奇心的朋友十分认同小壁虎的想法，他说即使不做研究，我们也是人类，我们应该了解我们的家园是什么样的，我们的家园存在什么，即使是小小的观察星空也能增添我们的视野，开阔我们的思路。

此人的话触碰了同时听众的心，人们惊讶于这个理科小男孩的思想是如此的开阔，于是大家决定要比谁在家里拍一张最美的星空。

不过最后小壁虎拍出来的星空非常美，但是其他人拍的星空却都没有那么好看，原来大家都是想拍到星空最美的时候在家里熬夜一夜拍下来的，但是天上的星星本事就不是夜里特别亮的，所以大家只拍到了普通的漆黑天空。

但是人们没有气馁，大家决定要比谁能利用日常生活中使用手机拍到最好看的天空，这项比赛的最后获胜者是一名上了年纪的婆婆，她非常佩服老太太的小勺子，原来老太太只是把自己日常用的锡勺放到手机后面进行反光拍摄，结果照片中不仅出现了完整的勺子，还出现了勺子反光中天空中的星空，看起来非常美。

大家都非常开心，于是人们又想要体验古代人的好奇心，决定来比拼谁更快更准确地用观察太阳的位置估算出当前的时间。

结果赢得比赛的又是那位老太太，尽管大家很忧伤，但是事实就是事实，老太太观察太阳的方式非常简便，只是在每过一段时间就把出现在哪里当天太阳的影子拍下来，最后老太太仔细数算每张照片中有几颗太阳的影子，最后经过仔细对照时间推算出来是精准度最高的。

结语

众人轮流获胜，大家心中充满了对未知世界的好奇心，小壁虎请大家再接再励，多多探索，伟大的发现一定在前方等待着我们。

在听完小壁虎的故事之后，大家也对他满满的认可与敬佩，小小的身躯却拥有着无限的智慧，能够将深奥的理论用浅显易懂的语言表达出来，让周围的人都深受启发，这正是我们探索知识的态度，我们应该永远保持一颗孩子般的心，永远充满好奇，永远乐于探索。