3D揭秘卫星的工作原理以及用途

卫星的原理看似复杂，其实一点也不简单。目前全球在轨运行的卫星数量高达4000多颗。卫星之所以能够停留在轨道上，是因为引力和离心力达到了相互的平衡。当卫星被部署时，需要足够的速度来平衡这两种力。由于太空中的阻力可以忽略不计，卫星的速度基本上会保持不变。这意味着卫星能在没有任何外部能源的情况下就能持续围绕地球进行圆周运动。这些卫星被分布在地球的不同轨道上，分别为低轨道卫星、中轨道卫星以及地球同步卫星。选择在哪个轨道部署卫星，这取决于卫星的用途。低轨道卫星主要用于地球观测、互联网服务、卫星电话等等。其中最具代表性的就是星链卫星。星链卫星离地球只有550km，由于离地球太近，星链卫星必须以非常高的速度飞行，这个速度达到27000km每小时。另外，星链卫星离地球近，也意味。对着卫星的覆盖范围会很小，所以如果想要为全球提供网络服务，至少需要1万颗以上的星链卫星进行全球覆盖。中轨道卫星主要用于全球卫星通信和导航系统，最具代表性的就是GPSGPS至少需要3颗卫星才能进行定位。另外，为了减小导航的误差，还需要一颗卫星用于保证时钟的同步。为了实现全球定位，GPS至少需要24颗卫星，全球覆盖率能达到98%。地球同步卫星主要用于通信、广播电视、导弹预警等等使用，最具代表性的就是卫星电视。电视台制作好的节目需要进入千家万户，为了实现这一目标，电视台就会将节目信号发送到卫星上面，信号到达卫星转发器号。任何供应商只要与节目员达成协议，就可以访问这个信号。供应商会从多个节目员收集信号，并将内容组合在一起进行视频格式化，如MPG压缩、比特律标准化和信号加密。之后，供应商将信号发送到他们租用的卫星转发器上，用户只需要将他们的卫星锅朝向供应商的卫星就能收看节目了。卫星能这么强大，起核心作用的就是这个应答器。应答器的主要任务是改变接收信号的频率、去除信号噪声以及放大信号功率。一颗卫星可以有20个或更多的应答器，这些应答器需要大量的电力来进行维持。卫星有两种电力供应，一种是太阳能板，另外一种是电池。太阳能板的左上角有一个太阳传感器，传感器能感应太阳的温度，从而帮助太阳能电池板向太阳的方向倾斜，以便最大程度的吸取太阳的能量。一般情况下，卫星都会在指定轨道运行，但是由于地球的质量不均匀以及月球和太阳的存在，卫星周围的引力场也是不均匀的。引力场的不均匀会导致卫星偏离预定的轨道，这种情况是非常危险的。所以为了避免这种情况，卫星上安装了推进器。卫星的地面站会监测卫星的位置，一旦监测到卫星偏离轨道，推进器就会被点燃，然后推动卫星回到正轨。卫星的跟踪、遥测和控制系统会不断的向地面站发送信号，以保持地面站和卫星的联系。但是卫星也是有使用寿命的，使用完的卫星去哪了呢？为了避免产生太空垃圾，科技人员专门规划了一条坟场轨道，卫星一旦废弃，就会通过卫星的推进器将卫星推送到坟场轨道，进入坟场轨道后的卫星也就寿终正寝了。

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