¿Por qué se pueden transmitir las señales de los satélites a la Tierra?

Una nave espacial no tripulada que orbita la Tierra (al menos una vez) en el espacio se llama satélite artificial. Los satélites artificiales son las naves espaciales con más lanzamientos, usos más versátiles y desarrollo más rápido. El número de lanzamientos de satélites representa más del 90% del número total de lanzamientos de naves espaciales. Un sistema completo de ingeniería satelital generalmente consta de satélites artificiales, vehículos de lanzamiento, sitios de lanzamiento de naves espaciales, redes de control y adquisición de datos aeroespaciales y estaciones de usuario (estaciones y redes). Los satélites y las estaciones de usuario (estaciones y redes) constituyen sistemas de aplicación de satélites, como sistemas de comunicación por satélite, sistemas de navegación por satélite y sistemas de exploración espacial por satélite. 1. Panorama del desarrollo 1957 10 El 4 de octubre, la Unión Soviética lanzó el primer satélite terrestre artificial del mundo. Desde finales de la década de 1950 hasta principios de la de 1960, los satélites lanzados por varios países se utilizaron principalmente para detectar el entorno espacial de la Tierra y realizar diversos experimentos de tecnología satelital. A mediados de la década de 1960, los satélites artificiales comenzaron a entrar en la etapa de aplicación y se pusieron en uso varios satélites de aplicación uno tras otro. Desde la década de 1970, han aparecido uno tras otro varios satélites especiales nuevos y su rendimiento ha mejorado continuamente. A finales de 1984, países de todo el mundo habían lanzado un total de 3.022 satélites artificiales. Estados Unidos lanzó un satélite terrestre artificial (Explorer 1) por primera vez en febrero de 1958, y Francia y Japón también lanzaron sus propios satélites en los años 1960 y 1970. China lanzó el satélite terrestre artificial número uno "Dongfanghong" el 24 de abril de 1970 y lanzó 16 satélites terrestres artificiales de diferentes tipos en septiembre de 1984. 2. Tipos de satélites Los satélites artificiales se dividen en satélites de órbita baja, satélites de órbita media y alta, satélites geosincrónicos, satélites geoestacionarios, satélites sincrónicos con el sol, grandes satélites de órbita elíptica y satélites de órbita polar según sus órbitas operativas (consulte Órbitas operativas de satélites terrestres artificiales) . La gente clasifica principalmente los satélites artificiales en satélites científicos, satélites de aplicaciones y satélites de prueba tecnológica según sus usos. 1. Satélites científicos utilizados para la exploración e investigación científicas, incluidos principalmente los satélites de exploración de física espacial y los satélites astronómicos. Los instrumentos utilizados en los satélites científicos incluyen telescopios, espectrógrafos, contadores Geiger, ionómetros, instrumentos de medición de presión y magnetómetros. Con estos instrumentos podemos estudiar la atmósfera superior, los cinturones de radiación de la Tierra, la magnetosfera de la Tierra, los rayos cósmicos, la radiación solar y las auroras, y observar el Sol y otros cuerpos celestes. 2. Los satélites de pruebas técnicas son satélites de pruebas de nuevas tecnologías o de aplicaciones. Los nuevos principios, las nuevas tecnologías, las nuevas soluciones, los nuevos instrumentos, los nuevos equipos y los nuevos materiales en la tecnología espacial a menudo requieren pruebas en órbita antes de que puedan ponerse en uso real. No hay muchos satélites de este tipo, pero el contenido de las pruebas es extenso, como prueba de estabilidad del gradiente de gravedad, prueba de cohetes eléctricos, prueba de adaptabilidad biológica al entorno espacial, sistema de soporte vital de naves espaciales tripuladas y prueba de verificación del sistema de retorno, prueba de encuentro y acoplamiento, nuevos Prueba de transmisión de banda de radiofrecuencia, prueba de vuelo de nuevo sensor remoto, prueba de interceptación en órbita, etc. 3. Satélites que utilizan satélites para servir directamente a la economía y al ejército nacional. Entre todos los satélites terrestres artificiales, tiene el mayor número de tipos y el mayor número de lanzamientos. Los satélites de aplicación se pueden dividir en satélites de comunicaciones, satélites meteorológicos, satélites de reconocimiento, satélites de navegación, satélites geodésicos, satélites de recursos terrestres, satélites de interceptación y satélites multipropósito. Dependiendo de si se utilizan específicamente con fines militares, se pueden dividir en satélites militares y satélites civiles. Muchos satélites de aplicación son de doble uso. Los satélites de aplicación tienen tres usos principales: ① Retransmisión de señales de radio: este tipo de satélite se ha desarrollado rápidamente e incluye "satélites de comunicaciones internacionales", satélites de comunicaciones nacionales, satélites de comunicaciones militares, satélites marítimos, satélites de transmisión, satélites de seguimiento y retransmisión de datos y búsqueda y rescate. satélites. Estos satélites están equipados con transpondedores y antenas y funcionan en diferentes bandas de frecuencia para transmitir señales de radio desde satélites terrestres, marítimos, aéreos y de órbita baja para la transmisión de llamadas telefónicas, telégrafos, transmisiones de televisión y comunicaciones de datos. La mayoría de estos satélites operan en órbitas geoestacionarias. Otros utilizan grandes órbitas elípticas, como el satélite de comunicaciones soviético "Lightning". ②Plataforma de observación de la Tierra: este tipo de satélite incluye satélites meteorológicos, satélites de recursos terrestres y satélites de reconocimiento, que se denominan satélites de observación de la Tierra. Estos satélites están equipados con instrumentos de teledetección u otros instrumentos de detección de diversas longitudes de onda, desde luz ultravioleta hasta luz infrarroja lejana. Recogen ondas electromagnéticas de diversas bandas de frecuencia en la tierra, el océano y la atmósfera, extraen de ellas información útil, las analizan, juzgan y analizan. Identificar las características de los objetos medidos, naturaleza y estado. Estos satélites pueden servir directamente en meteorología, agricultura, silvicultura, geología, conservación del agua, topografía y cartografía, océanos, contaminación ambiental y reconocimiento militar. Muchos de estos satélites utilizan órbitas heliosincrónicas, algunos utilizan órbitas geoestacionarias y otros órbitas. ③Estándares de navegación y posicionamiento: estos satélites incluyen satélites de navegación y satélites geodésicos. Los satélites están equipados con balizas ópticas, reflectores láser, balizas inalámbricas y transpondedores. La posición espacial del satélite, la distancia a la Tierra y la velocidad de funcionamiento se pueden determinar de antemano, por lo que se puede utilizar como punto de referencia para posicionamiento, navegación y estudios geodésicos. Objetos fijos o en movimiento en tierra, aviones en el aire y barcos en el mar pueden utilizar este satélite para determinar sus propias coordenadas. Las órbitas de estos satélites son en su mayoría órbitas polares. Los satélites terrestres artificiales orbitan básicamente la Tierra según las leyes de la mecánica celeste. Sin embargo, el movimiento real es mucho más complicado y se ve afectado principalmente por el campo gravitacional asférico de la Tierra, mientras que los satélites de órbita baja también se ven afectados por la resistencia atmosférica. Los satélites de órbita alta, especialmente los satélites geoestacionarios, también se ven afectados por la gravedad y la luz; presión del sol y la luna La influencia de la perturbación orbital de las naves espaciales (ver perturbación orbital de las naves espaciales). La órbita de un satélite depende de su misión. La forma y altitud de la órbita dependen de la velocidad y dirección que el vehículo le dé al satélite. 3. Composición de los satélites Los satélites se componen de varios sistemas que incluyen diversos instrumentos y equipos. Estos sistemas se pueden dividir en dos categorías: sistemas dedicados y sistemas de apoyo.

Los sistemas para fines especiales se refieren a sistemas directamente relacionados con las tareas realizadas por los satélites y pueden dividirse a grandes rasgos en tres categorías: instrumentos de detección, instrumentos de teledetección y transpondedores. Los satélites científicos utilizan varios instrumentos de detección (como telescopios infrarrojos, detectores de rayos cósmicos, magnetómetros, etc.) para detectar el entorno espacial y observar los cuerpos celestes; los satélites de comunicación transmiten diversas señales de radio a través de repetidores de comunicación y antenas de comunicación utilizan varios controles remotos; sensores (como cámaras de luz visible, radares de visión lateral, cámaras multiespectrales, etc.) para obtener diversa información sobre la Tierra. El sistema de soporte incluye principalmente un sistema estructural, un sistema de control térmico, un sistema de suministro de energía, un sistema de control y medición de radio, un sistema de control de actitud y un sistema de control de órbita. Algunos satélites también están equipados con sistemas informáticos para procesar, coordinar y gestionar el trabajo de cada subsistema. El satélite retornable también dispone de un sistema de aterrizaje de retorno, compuesto por un cohete freno, un paracaídas y una baliza. 4. Los satélites utilizan satélites artificiales para observar los cuerpos celestes sin ser bloqueados por la atmósfera. Puede recibir toda la radiación electromagnética de los cuerpos celestes y realizar observaciones astronómicas de banda completa. Los satélites vuelan muy rápido, orbitan la Tierra de varias a más de una docena de veces al día y pueden obtener rápidamente una gran cantidad de información sobre la Tierra, lo cual es incomparable con los estudios terrestres y la fotografía aérea. Los satélites vuelan a grandes altitudes de cientos de kilómetros y no están restringidos por región, espacio aéreo, condiciones geográficas y climáticas, y tienen un amplio campo de visión. Una fotografía satelital de Earth Resources cubre un área de decenas de miles de kilómetros cuadrados. En la órbita geoestacionaria, los satélites pueden "ver" el 40% de la superficie terrestre, lo que favorece la comunicación y puede realizar la transmisión y el intercambio de información global. Los satélites pueden sobrevolar cualquier lugar de la Tierra, especialmente bosques vírgenes inaccesibles, desiertos, montañas, océanos y los polos norte y sur, para observar depósitos minerales subterráneos, recursos marinos y zonas de fallas estratigráficas. Por lo tanto, los satélites artificiales se pueden utilizar para observación astronómica, exploración de física espacial, comunicaciones globales, transmisión de televisión, reconocimiento militar, observación meteorológica, estudio de recursos, monitoreo ambiental, estudio geodésico, búsqueda y rescate, etc. (Min, He)

Fuente de información; Instituto de Investigación de Vehículos de Lanzamiento de China

Satélite de Ciencia y Tecnología

Hay varios tipos de satélites en el vasto espacio desde el Tierra a Datong fenómeno natural. Todos estos fenómenos afectan las actividades humanas en la Tierra. El sol está más estrechamente relacionado con las actividades humanas. Aporta luz solar y calor a la tierra, permitiendo que la vida sobreviva y se desarrolle. También perturba frecuentemente la Tierra. Los estallidos de manchas solares pueden alterar el campo magnético de la Tierra, alterar la electricidad de alto nivel y debilitar o incluso interrumpir las comunicaciones por radio en la Tierra. Por tanto, estudiar las características del sol y sus actividades es muy importante para los humanos. Al mismo tiempo, estudiar el campo magnético y el campo gravitatorio de la Tierra y estudiar la estructura atmosférica de la Tierra son muy útiles para comprender la formación de la Tierra, diseñar sistemas de control de misiles o naves espaciales y hacer pronósticos meteorológicos. Sin embargo, el estudio de estos fenómenos sólo puede realizarse en la Tierra antes del lanzamiento del satélite al espacio. La tierra está rodeada por una atmósfera espesa. Esta atmósfera bloquea la visión de las personas, haciéndonos imposible estudiar el sol y observar bien el universo. Por lo tanto, la gente lleva mucho tiempo esperando el día en que puedan enviar instrumentos de investigación al espacio y "abrir" la atmósfera para observar directamente el universo.

El satélite científico es una excelente herramienta de investigación. Lleva consigo una variedad de instrumentos de investigación y, como pionero en la investigación científica espacial, se adentra en el espacio lejano y revela los misterios que allí se encuentran.

En los últimos 30 años, países de todo el mundo han lanzado más de 500 satélites científicos, como el satélite científico "Nova" de Japón y el "Antílope" del Reino Unido. Estos satélites científicos han obtenido una gran cantidad de datos científicos muy valiosos y nuevos descubrimientos. Por ejemplo, se descubrió que hay dos cinturones de radiación a 600 a 40.000 kilómetros de altura sobre la tierra; se descubrió que el sol emite plasma continuamente (llamado viento solar y se descubrió que hay una corona compuesta de atmósfera y helio); una altitud de unos 1.000 kilómetros en las tierras altas. Además del sol, se han observado muchas fuentes de radiación ultravioleta y de rayos X.

En 1981, China lanzó el satélite de experimentos científicos "Shijian-2". La masa de este satélite es de 250 kilogramos. El cuerpo principal del satélite es un prisma octaédrico con un círculo circunscrito de 1,23 m de diámetro y 1,1 m de altura. Hay cuatro paneles solares en el lateral, * * * Hay 5188 baterías y la potencia de salida es de aproximadamente 140W.

El satélite "Shijian-2" es un satélite de exploración de física espacial y prueba de nuevas tecnologías. Hay 11 tipos de instrumentos de detección a bordo, incluidos magnetómetros, detectores de protones semiconductores, detectores de electrones semiconductores, contadores de centelleo, radiómetros infrarrojos, radiómetros ultravioleta atmosféricos, detectores de rayos X solares, manómetros termoeléctricos, etc. El satélite se utiliza para detectar partículas cargadas en el espacio cerca de la Tierra y predecir eventos de protones solares, lo que ayuda a mejorar las comunicaciones por radio, la navegación, las mediciones de la densidad atmosférica a gran altitud y las predicciones de la órbita de los satélites de China.

Satélite meteorológico

La meteorología está muy relacionada con la supervivencia humana. Si no se pronostican a tiempo fuertes lluvias o tifones, destruirán la cosecha de un año e incluso pondrán en peligro la vida de las personas. Navegar en barcos y aviones sin la garantía de las previsiones meteorológicas tendría consecuencias aún más desastrosas.

Los trabajadores de nuestro país han aprendido desde hace mucho tiempo la capacidad de predecir cambios climáticos futuros gracias a la práctica de la lucha productiva y a la observación del cielo y de la tierra. Más tarde, la aparición de globos e instrumentos de detección de radio, especialmente cohetes meteorológicos modernos, enviaron instrumentos meteorológicos a cientos de kilómetros hacia el cielo, lo que hizo que la observación meteorológica fuera un gran paso adelante. Sin embargo, existen limitaciones tanto si las observaciones meteorológicas se realizan mediante globos, equipos de radio o cohetes meteorológicos. Por ejemplo, los globos sólo pueden detectar condiciones meteorológicas a baja altitud; los cohetes meteorológicos sólo pueden obtener datos meteorológicos a corto plazo en un área. Además, las observaciones meteorológicas mediante globos o cohetes meteorológicos también están limitadas por las condiciones geográficas y es difícil detectar el tiempo en muchos lugares deshabitados.

La aparición de los satélites meteorológicos ha suplido las deficiencias de los métodos de observación meteorológica antes mencionados. La altura de los satélites meteorológicos cercanos a la Tierra es generalmente de unos 800 kilómetros. Las cámaras de televisión están montadas en satélites meteorológicos. Puede tomar fotografías de nubes de todo el mundo. En el pasado, las fotografías de nubes sólo se podían tomar desde abajo hacia arriba. Debido a que las nubes de arriba están oscurecidas por las nubes de abajo, a menudo no podemos tomar fotografías de las nubes de arriba. Con los satélites meteorológicos se pueden tomar fotografías de las nubes de arriba a abajo.

El satélite meteorológico también está equipado con un radiómetro de barrido. La sonda del radiómetro de barrido puede detectar con sensibilidad la radiación electromagnética en una banda determinada. Al escanear las nubes y la atmósfera, puede registrar la intensidad de la radiación de la luz visible, la luz infrarroja y las microondas en varias bandas de las nubes y la atmósfera, convertirlas en señales eléctricas y enviarlas a la Tierra a través de ondas de radio. Después de ser recibido por la estación terrestre, mediante procesamiento informático, se puede obtener la forma de las nubes, la altura de las cimas de las nubes, la temperatura y humedad atmosféricas, la temperatura de la superficie del mar y el área de cobertura de granizo.

Después de un análisis exhaustivo de los datos meteorológicos obtenidos por satélites meteorológicos y de los datos meteorológicos obtenidos mediante otros métodos de detección, se puede predecir el tiempo con precisión.

Desde que Estados Unidos lanzó el primer satélite meteorológico "Tyros 1" en 1960, se han lanzado varios tipos de satélites meteorológicos en todo el mundo. Hasta ahora, Estados Unidos y la Unión Soviética han lanzado más de 100 satélites meteorológicos.

A mediados de los años 1970, según el "Plan Global de Investigación Atmosférica" ​​formulado por la Organización Meteorológica Mundial y la Asociación Científica Internacional, Estados Unidos, Europa, Japón y la Unión Soviética lanzaron varios satélites meteorológicos, formar la red del Programa Mundial de Observación Meteorológica por Satélite. La red de observación consta de cinco satélites meteorológicos en órbita geosincrónica y dos satélites meteorológicos en órbita polar, con una altitud de 800 a 900 kilómetros sobre el suelo. La posición de los cinco satélites meteorológicos geoestacionarios es 0. , 140 y 70 E, 75 W y 135° W fueron lanzados por la Agencia Espacial Europea, Japón y Estados Unidos respectivamente.

El satélite meteorológico geoestacionario japonés lanzado en 1977 está situado sobre el ecuador a 140" de longitud este. Puede observar una amplia zona desde 8° de longitud este hasta 160° de longitud oeste, 5° de latitud norte y 5° de La latitud sur, incluido el Océano Pacífico, el Océano Índico Oriental, el continente de Asia Oriental y Oceanía, también se encuentran dentro del rango de observación del satélite meteorológico geoestacionario de Japón. China ha desarrollado un dispositivo receptor para recibir imágenes de nubes de satélites meteorológicos geoestacionarios japoneses para el pronóstico del tiempo de China. /p>

Después del lanzamiento del primer satélite meteorológico geoestacionario, se lanzaron tres satélites meteorológicos geoestacionarios más. Los dos satélites lanzados en 1984 y 1989 están actualmente en funcionamiento. Las masas de los dos satélites son 304 kg y 325 kg respectivamente.

China lanzó su primer satélite meteorológico experimental en órbita heliosincrónica, "Fengyun-1", en septiembre de 1988. El satélite Fengyun-1 tiene una altitud orbital de 900 kilómetros, una inclinación orbital de 99°, a. masa del satélite de 750 kg, una estrella en forma de caja y una altitud de 1,76 metros. Hay un ala de célula solar a cada lado de la estrella, con una envergadura de 8,6 metros. En el ala de célula solar, hay 14.256 2. ×2 células solares de silicio de un centímetro cuadrado. Hay cinco radiómetros visibles e infrarrojos en el satélite. Una de las bandas es infrarroja y las otras cuatro bandas están en el rango de luz visible. Se puede observar la temperatura de las nubes, la tierra y los océanos. día y noche, la resolución central de la imagen obtenida por el radiómetro es de 1,1 km y la resolución del borde es de 4 km. Después de eso, el satélite meteorológico Fengyun-2 se lanzó con éxito.

Los satélites de observación de la Tierra incluyen satélites de recursos terrestres, satélites de reconocimiento militar y satélites oceanográficos.

(1) Satélite de recursos terrestres

Debido al rápido desarrollo industrial. La producción y el aumento de la población, la demanda de diversos recursos naturales por parte de la humanidad está aumentando. Sin embargo, debido a las limitaciones de las condiciones naturales, los recursos naturales extremadamente abundantes todavía están durmiendo en montañas y bosques deshabitados, vastos desiertos y vastos océanos. adoptar métodos efectivos para estudiar estos recursos. El uso de satélites artificiales es un método efectivo para que podamos hacer esto. Este tipo de satélite se llama satélite de recursos terrestres.

La altitud de un satélite de recursos terrestres desde el suelo. Generalmente es de unos 700 kilómetros, que es cientos de veces mayor que la altitud de vuelo de un avión. Solo se necesitan 300 kilómetros para estudiar los recursos de China ~ 500 fotografías, mientras que para estudiar los recursos de China en aviones se necesitan entre 500 y 10.000 fotografías.

Los satélites de recursos terrestres pueden estudiar pseudorecursos en todas las áreas de la tierra y no están limitados por las condiciones naturales como el terreno. El satélite de recursos terrestres también puede realizar estudios repetidos de la misma área en diferentes estaciones, lo cual es muy adecuado. para observar algunos cultivos que cambian con las estaciones.

En julio de 1972, Estados Unidos lanzó el primer satélite experimental "Earth Resources" Satellite 1, más tarde rebautizado como "Dadi 1". El satélite meteorológico "Nimbus". Su forma es exactamente la misma que la de "Nimbus". Después de que el satélite entró en órbita, obtuvo mucha información muy importante. Descubrió mucha información mineral importante en el mundo, como confirmar que hay dos. Las minas de cobre de Banyan en Pakistán; corrigiendo algunos parámetros geográficos, como el estándar original del lago Tak en el condado de Gaize, Tíbet, China, que tiene 495,5 kilómetros cuadrados, encontraron una grave contaminación en la superficie del mar de la bahía de Niigata en Japón; río en el estado de Nueva York en los Estados Unidos. También tomé fotos de nuestra ciudad capital. En sus fotos de Pekín podemos ver claramente la Ciudad Prohibida, la Universidad de Pekín, el Aeropuerto de Dongjiao, el Embalse de Miyun y la Gran Muralla.

En 1978, el gobierno francés decidió desarrollar el satélite de recursos terrestres "SPOT" para investigar los recursos naturales, como los recursos minerales, los recursos vegetales y el rendimiento de los cultivos. "Spot 1" está en servicio desde 1986.

El satélite "Spot" tiene una masa de 1.850 kg, una longitud de 2 metros, una anchura de 2 metros y una altura de 4,5 metros. Los dos paneles solares desplegados tienen 3,5 metros de ancho y una potencia de 1.800 vatios.

El satélite "spot" dispone de dos cámaras de alta resolución. La cámara tiene una distancia focal de 1 metros y una apertura de f/3,5. Trabajan en las bandas visible e infrarroja cercana y se dividen en 4 bandas espectrales: 0,50 ~ 0,59 micrones, 0,61 ~ 0,68 micrones, 0,79 ~ 0,89 micrones y 0,51 ~ 0,73 micrones. La resolución terrestre de las tres primeras bandas es de 20 m y la resolución terrestre de la última banda es de 10 m. El satélite "spot" opera en una órbita heliosincrónica con una altitud de 832 kilómetros y una inclinación de 98,7 grados. Dos cámaras trabajando simultáneamente pueden cubrir el mundo en 26 días.

China comenzó a lanzar satélites retornables de observación de la Tierra en 1977. El satélite tiene una masa de unos 1.800 kg, una inclinación orbital de 59,5°, un perigeo de 180 km y un apogeo de 490 km. El satélite consta de un módulo de instrumentos y un módulo de retorno. En la cabina de instrumentos están instaladas una cámara de luz visible en el suelo y una cámara de cielo estrellado. Otras cámaras están en órbita tomando fotografías de áreas predeterminadas de China. La cámara de cielo estrellado captura el cielo estrellado y se utiliza para analizar el error de actitud cuando el satélite captura la Tierra. La cápsula de retorno está equipada con cohetes de frenado, un sistema de autorrecuperación y una caja de película de la cápsula de retorno. La forma de las cápsulas recientes es la de una cabeza esférica, un cono y un fondo cónico.

(2) Satélites de reconocimiento militar

Para ganar las guerras modernas, es muy importante destruir primero los objetivos estratégicos del enemigo en las operaciones militares. Hay dos tipos de objetivos estratégicos: uno son objetivos militares directos, como bases de misiles y armas nucleares, bases de las fuerzas navales y aéreas, depósitos de municiones, principales centros de comando y control, etc.; el otro son objetivos de fuerza económica relacionados con el ejército; como importantes fábricas militares, plantas de energía, centros de transporte, etc.

Para destruir los objetivos estratégicos del enemigo, primero debes comprender la situación de estos objetivos. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, se ha vuelto muy difícil realizar reconocimientos muy detrás de las líneas enemigas. Tras la aparición de los satélites artificiales, la Unión Soviética y Estados Unidos dieron prioridad al desarrollo de satélites de reconocimiento militar. Según estadísticas incompletas, han pasado más de 30 años. La Unión Soviética lanzó casi mil satélites de reconocimiento militar. Ahora, los satélites de reconocimiento militar se han convertido en un socio indispensable de las armas estratégicas.

Según los diferentes métodos y tareas de reconocimiento, los satélites de reconocimiento se pueden dividir en reconocimiento fotográfico, reconocimiento electrónico y alerta temprana.

Satélite de reconocimiento fotográfico. El satélite está equipado con varios sensores remotos, como una cámara de luz visible, una cámara multiespectral, un escáner multiespectral y una cámara de televisión. Según los diferentes métodos de procesamiento de fotografías satelitales, los satélites de reconocimiento fotográfico se dividen en dos tipos: tipo de retorno y tipo de transmisión. La película capturada por el satélite retornable se envía a la cabina de recuperación del satélite a través del canal trasero y regresa al suelo con la cabina de recuperación. Por ejemplo, Discovery utilizó este método para fotografiar satélites de reconocimiento. Este método se utiliza generalmente para el reconocimiento fotográfico con luz visible. Los satélites de reconocimiento fotográfico retornables deben resolverse con la tecnología de retorno de satélites desde la órbita a la Tierra. Los satélites transmisores de fotoreconocimiento envían fotografías directamente al suelo a través de radio. Por lo tanto, este tipo de satélite de reconocimiento puede transmitir información rápidamente y puede informar inmediatamente a tierra sobre algunos objetivos militares activos, como movimientos de tropas y el rumbo de submarinos nucleares con misiles. Este método suele utilizar cámaras de televisión, cámaras multiespectrales y escáneres multiespectrales como medios de reconocimiento.

Para que la cámara del satélite "vea" los objetivos terrestres con la mayor claridad posible, la órbita de los satélites de reconocimiento fotográfico no es alta, generalmente a unos 200 kilómetros sobre el suelo.

Los primeros satélites de reconocimiento equipados con cámaras de luz visible eran de tamaño pequeño, livianos y llevaban muy poca película. No vuelan en órbita por mucho tiempo y generalmente regresan a la Tierra después de volar durante unos días. Con el continuo desarrollo de la tecnología aeroespacial y la mejora de los métodos de reconocimiento fotográfico, la "vida" de los satélites de reconocimiento fotográfico es cada vez más larga. Por ejemplo, la vida útil del satélite estadounidense "Big Bird" es cercana a un año y la vida útil del satélite KH-11 ha superado los tres años.

Los satélites de reconocimiento fotográfico proporcionaron a la Unión Soviética y a Estados Unidos mucha información militar extremadamente importante.

Satélite de reconocimiento electrónico. Los satélites de reconocimiento electrónico son un tipo de satélite de reconocimiento que utiliza el equipo receptor de radio del satélite para recibir ondas de radio emitidas por radares de alerta temprana enemigos y estaciones de radio militares. Analizando estas señales de radio podemos conocer la frecuencia de pulso que utiliza el radar de alerta temprana. Parámetros importantes como el ancho de pulso y la información de comunicación de radios militares. Además, se puede determinar la ubicación de radares de alerta temprana y estaciones de radio militares.

La órbita de los satélites de reconocimiento electrónico es más alta que la de los satélites de reconocimiento fotográfico, normalmente a unos 500 kilómetros de altura sobre el suelo.

Los satélites de reconocimiento electrónico tienen una larga vida. Mientras el receptor de radio y la antena del satélite no funcionen mal y haya suficiente suministro de energía, el satélite puede funcionar las 24 horas del día, normalmente durante unos 5 años.

Satélite de alerta temprana. Con el desarrollo de armas nucleares estratégicas aparecieron los satélites de alerta temprana. Este satélite es un centinela leal en órbita geosincrónica. Los radares de radio y los detectores de infrarrojos instalados en los satélites de alerta temprana monitorean día y noche los misiles balísticos intercontinentales y los submarinos nucleares enemigos. Una vez que un misil enemigo despega, los satélites de alerta temprana pueden detectarlo en un minuto y medio y notificarlo al centro de mando en tierra para que se puedan tomar las contramedidas correspondientes.

(3) Satélite geodésico

Aunque los humanos han estado viviendo en la tierra durante generaciones, debido a diversas condiciones naturales, no han comprendido completamente la verdadera apariencia de la tierra. Comprender la verdadera apariencia de la Tierra es muy importante para el desarrollo económico, científico y militar. Landsat es un satélite desarrollado para conocer la verdadera apariencia de la Tierra.

Puede medir con precisión coordenadas geográficas. Debido a las limitaciones de los métodos de medición anteriores, o por razones de confidencialidad, muchas coordenadas geográficas en los mapas mundiales publicados por varios países son actualmente inexactas y requieren corrección mediante satélites geodésicos.

Los satélites geodésicos pueden medir la distribución precisa del campo gravitatorio de la Tierra. En los cálculos de precisión del impacto de misiles y órbitas de satélites, a menudo se requieren datos precisos del campo de gravedad de la Tierra.

Los satélites geodésicos también pueden medir la deriva de la corteza terrestre. La deriva de la corteza terrestre a menudo está relacionada con los terremotos, por lo que medir la deriva de la corteza terrestre puede proporcionar una base para la predicción de terremotos.

Antes de 1975, algunos países lanzaban satélites geodésicos y el error de posicionamiento de sus coordenadas geográficas era inferior a 10 metros. El satélite geodésico lanzado en 1976 utiliza tecnología avanzada de medición por láser y puede incluso medir movimientos de la corteza terrestre tan pequeños como 5 centímetros por año.

Satélites de retransmisión por radio

Los satélites de comunicaciones son satélites utilizados para comunicaciones por radio a larga distancia.

Antes de la llegada de los satélites de comunicación, había dos formas de comunicarse entre dos lugares distantes de la Tierra; una era mediante cables y la otra mediante equipos de radio terrestre. El uso de cables para la comunicación tiene una buena confidencialidad y una transmisión estable, pero el costo de tendido y mantenimiento de los cables es elevado. Las comunicaciones por radio se pueden dividir en tres tipos según la longitud de onda de las ondas de radio. Primero utilice la banda de longitud de onda larga (longitud de onda de 10.000 metros a 1.000 metros). Este tipo de onda se propaga principalmente a lo largo del suelo. Debido a la absorción de ondas de radio por la Tierra, la intensidad de las ondas de radio disminuye rápidamente a medida que aumenta la distancia de propagación. Para compensar esta pérdida de atenuación, la potencia de transmisión del transmisor debe ser de varios kilovatios y la antena debe instalarse en una torre de cientos de metros de altura, por lo que el proyecto de comunicación de onda larga es enorme. Además, la capacidad de información de la transmisión de onda larga es muy pequeña, lo que también puede provocar graves distorsiones. Por eso, las comunicaciones por radio de onda larga rara vez se utilizan hoy en día. Más tarde, la gente utilizó ondas cortas de radio (longitudes de onda de 100 a 10 metros) para comunicarse. Este tipo de ondas de radio se propagaban basándose en los reflejos de la ionosfera sobre la tierra. Sin embargo, la ionosfera cambia con el día y la noche, la estación y la ubicación geográfica. Además, la ionosfera también se ve afectada por la actividad solar, por lo que las comunicaciones de onda corta son muy inestables. En las últimas décadas, la gente ha comenzado a utilizar ampliamente las radiomicroondas para comunicarse. Las radiomicroondas (longitudes de onda de 1 metro a 1 milímetro) pueden transmitir grandes cantidades de información de forma estable. Sin embargo, este tipo de onda de radio, al igual que la luz, sólo puede propagarse en línea recta dentro de la línea de visión ("visible"). Los dos lugares de la Tierra están muy separados y no pueden utilizar radioondas para comunicación directa. Para superar esta debilidad, a la gente se le ocurrieron métodos de relevos, como las carreras de relevos. Se instala una estación repetidora cada 50 kilómetros aproximadamente. Después de que la estación repetidora recibe la señal de radio de la estación anterior, la amplifica y luego la envía a la siguiente estación. De esta forma, se puede enviar información a lugares muy, muy lejanos. Pero la instalación de muchas estaciones repetidoras también costará mucho dinero, especialmente la instalación de estaciones repetidoras en altas montañas y vastos océanos es aún más difícil.

A finales de la década de 1950, después de que el satélite terrestre artificial fuera lanzado al espacio, la gente rápidamente creyó que podría usarse para comunicaciones a larga distancia. Estados Unidos lanzó el primer satélite de este tipo en agosto de 1960. El satélite tiene 30 metros de diámetro y se llama "Echo 1". En realidad, se trata de un globo fabricado con una película de plástico aluminizado. Debido a que las ondas de radio reflejadas hacia el suelo por este satélite todavía son muy débiles, para recibir ondas de radio tan débiles se requiere que la estación receptora terrestre tenga un receptor altamente sensible, o que la estación transmisora ​​terrestre tenga un transmisor de alta potencia. Por lo tanto, todavía es muy difícil utilizar satélites para reflejar ondas de radio para comunicaciones a larga distancia. Para mejorar las ondas de radio reflejadas desde el satélite hacia la Tierra, el satélite se considera como una estación repetidora de microondas en tierra. Los satélites reciben ondas de radio desde la Tierra, las amplifican y luego las envían a la Tierra. Todos los satélites de comunicaciones actualmente en funcionamiento utilizan este enfoque.

Al principio, los satélites de comunicaciones sólo podían lanzarse a miles de kilómetros de altura. El satélite de comunicaciones permanece sobre la estación de comunicaciones de la mina por un corto tiempo, y el tiempo total de comunicación durante el día y la noche es de solo unos minutos. Más tarde, los humanos lanzaron un satélite de comunicaciones en una gran órbita elíptica, lo que llevó al satélite desde su apogeo a una altitud de más de 30.000 kilómetros sobre la tierra. Este tipo de satélite puede permanecer sobre la estación de comunicaciones terrestre durante más de diez horas de día y de noche, pero no puede comunicarse durante todo el día. En febrero de 1963, Estados Unidos lanzó su primer satélite de comunicaciones en órbita geosincrónica. Los satélites en órbita geosincrónica se pueden "fijar" en un punto determinado sobre el ecuador de la Tierra. Cuando dichos satélites están en estaciones de comunicación sobre la superficie, pueden lograr una comunicación ininterrumpida las 24 horas. En teoría, si tres satélites de comunicaciones en órbita geosincrónica se distribuyen uniformemente sobre el ecuador de la Tierra, se pueden lograr comunicaciones continuas casi globales, excepto en las regiones polares.

Los satélites de comunicaciones en órbita geosincrónica son los satélites terrestres artificiales de más rápido crecimiento en los últimos 40 años debido a sus condiciones de comunicación superiores y se han convertido en herramientas de comunicación comerciales. En agosto de 1964 se creó formalmente el "Consorcio Internacional de Comunicaciones por Satélites" con la participación de 8 países. Desde abril de 1965 hasta la actualidad, Estados Unidos ha utilizado los fondos proporcionados por el consorcio para desarrollar y lanzar 9 tipos de satélites de comunicaciones internacionales. Más de 100 países utilizan Intelsat.

Con el aumento de los servicios de comunicaciones y el desarrollo de la tecnología espacial, los países han desarrollado muchos satélites de comunicaciones para diferentes propósitos.

Por ejemplo, satélites de comunicaciones nacionales adecuados para un determinado país o región; satélites de comunicaciones de defensa específicamente para servicios militares; satélites de comunicaciones marítimas para buques y satélites de retransmisión de datos para medición de órbitas satelitales y servicios de transmisión de televisión directa para familias; etc.

Estados Unidos comenzó a desarrollar satélites de seguimiento y retransmisión de datos (TDRS) en 1976. El despliegue adecuado de tres satélites de seguimiento y retransmisión de datos en órbita geoestacionaria equivale a mover tres estaciones terrestres de comunicación TT&C al espacio, lo que puede lograr un seguimiento continuo y comunicación de datos para todos los satélites de los usuarios, y la altitud de la órbita de carga oscila entre 200 y 12.000 km de nave espacial. y estaciones espaciales.

El satélite de seguimiento y retransmisión de datos tiene una masa de 2270 kg y es hexaédrico. Una vez desplegado, la anchura de los dos paneles solares es de 17,4 metros. Puede proporcionar 1850 vatios de potencia. El satélite está equipado con dos antenas parabólicas de 4,9 metros de diámetro en banda KU y banda S. Además, el satélite también está equipado con una antena de matriz en fase que opera en la banda S y que puede dar servicio a 20 satélites de usuario al mismo tiempo.

La potencia de transmisión de radio de los satélites de transmisión de televisión es mucho mayor que la de los satélites de comunicaciones. La potencia de transmisión de radio de los satélites de comunicaciones suele ser de unos pocos vatios a decenas de vatios, mientras que la potencia de transmisión de radio de los satélites de televisión puede alcanzar cientos de vatios. Debido a que los satélites de transmisión de televisión tienen una potencia de transmisión de radio tan grande, las estaciones receptoras terrestres no necesitan antenas receptoras parabólicas con un diámetro de decenas de metros como los satélites de comunicaciones, solo necesitan antenas receptoras parabólicas con un diámetro de medio metro o varios metros. Los satélites de transmisión de televisión están en el cielo y los hogares con televisores pueden recibir directamente programas de televisión enviados por satélites de transmisión de televisión. Los satélites de transmisión de televisión son ideales para un país tan grande y poblado como el nuestro. Por ejemplo, siempre que se lancen dos satélites de transmisión, se pueden enviar programas de CCTV a vastas áreas rurales y montañosas sin la necesidad de líneas troncales de microondas tan grandes ni de muchas estaciones repetidoras. Esto enriquecerá enormemente nuestra vida científica y cultural.

China lanzó un satélite de comunicaciones experimental en 1984 y posteriormente lanzó con éxito varios satélites geoestacionarios de comunicaciones prácticas.

El satélite de comunicaciones experimental de China tiene una masa de 900 kg en el lanzamiento y una masa de 420 kg en órbita geoestacionaria. La altura máxima desde la boquilla del motor del apogeo hasta la parte superior de la antena es de 3,1 metros y el diámetro de la estrella es de 2,1 metros.

La banda de frecuencia de comunicación del satélite de comunicaciones experimental de mi país se selecciona de la banda de frecuencia especificada por la UIT, con la frecuencia de enlace ascendente 6225 ~ 6425 MHz y la frecuencia de enlace descendente 4000 ~ 4200 MHz. Hay dos conjuntos de terminales de reenvío en el barco, que pueden comunicarse las 24 horas del día. El repetidor de comunicación consta de 11 componentes. Constituye un completo sistema de recepción, amplificación, conversión de frecuencia y transmisión. El receptor utiliza un amplificador de diodo túnel de bajo ruido y, para aumentar la ganancia de amplificación, se utiliza una amplificación de frecuencia intermedia. Para satisfacer las necesidades de comunicación en tiempo real en el barco, además del canal de banda ancha del relé de TV, también se configura un canal de banda estrecha en el repetidor, que aumenta la ganancia de reenvío en 6 decibeles. Utiliza un amplificador de válvulas de onda viajera.

Clarividencia espacial-Satélite de alerta temprana

Es posible que algunas personas no estén familiarizadas con el nombre satélite de alerta temprana. Para decirlo sin rodeos, es como un centinela, parado en el aire, mirando un área determinada del suelo en cualquier momento e informando la situación de manera oportuna cada vez que hay algún disturbio. Los satélites de alerta temprana generalmente se lanzan a órbita geoestacionaria y en ellos se instalan detectores de alta precisión. El detector mira hacia el aire y siempre apunta hacia el área enemiga. Una vez que un enemigo lanza un misil, los satélites tardan menos de unos minutos en detectarlo. Al mismo tiempo, al calcular la trayectoria de vuelo, se puede determinar su punto de aterrizaje y el objetivo del ataque, y la información se transmite inmediatamente al centro de comando del cuartel general para recordarle que se prepare para el contraataque. Los misiles intercontinentales generales tardan decenas de minutos en volar, e incluso los misiles generales de alcance medio tardan entre varios y diez minutos en volar. La alerta temprana del satélite de alerta temprana nos dio un tiempo valioso. Algunos satélites también están equipados con detectores de radiación nuclear, como detectores de rayos X y detectores de rayos X, que se utilizan para monitorear explosiones nucleares dentro y fuera de la atmósfera. Los satélites de alerta temprana son verdaderos clarividentes, e incluso pueden llamarse clarividentes.

Alerta temprana representativa