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2011年4月12日星期二

圖解資料:太空衛星知多少?

圖解資料:太空衛星知多少?
更新時間 2011年 4月 11日, 格林尼治標準時間15:08
自從1957年前蘇聯發射了人類歷史上第一枚人造衛星,斯普特尼克號(Sputnik,又有翻譯成「伴侶」號)之後, 世界各國迄今已經把6千多枚衛星送上太空。衛星對地球人的日常生活越來越重要,比如娛樂、保安、通信和導航等等。最關鍵的是,它們為人類提供了從太空俯瞰和研究地球的平台。那麼,這些衛星都屬於什麼國家,現在在哪裏,又都在幹些什麼呢?

美國當之無愧是第一衛星大國。目前957枚處於運營工作狀態的衛星中,有423枚屬於美國。俄國位居第二。中國近年來在太空的地位也有顯著增強。

從全球來看,至少115個國家至少擁有一枚衛星的部分股權。這張圖表裏的「所有國」指的是衛星的擁有者/運營者所在的國家。

全世界44個國家有不超過3個合作伙伴的衛星項目的共同所有權。這些合資開發的衛星項目在此稱為合作衛星。美國、台灣、日本和法國是合作項目中的最大股東。

多國衛星指超過3個國際股東共同擁有的衛星。
前蘇聯1957年向太空發射了人類歷史上第一枚衛星。自那以後,約6千多枚衛星被送上太空,繞地球旋轉。這張圖表展示了1957年以來,美國、蘇聯/俄國、中國和其他國家先後發射衛星的時間表。衛星標記代表各國發射衛星的高峰年。

前蘇聯發射衛星的高峰時段在1970s-1980s年代,即它發展太空軍事項目的鼎盛時期。當時它發射了大量壽命較短的節點、導航和通訊衛星。

美國的發射高峰時段在1998年。這是因為部署三個通訊衛星網絡(Globalstar, Iridium, ORBCOM)導致商業性發射需求大增。這些網絡中許多衛星是通過美國的載體發射的,有的是幾枚衛星同時發射。

大致而言,衛星發射高峰可以解釋為是由衛星用途的改變造成的。1970年代通訊衛星數量大增,1990年代導航衛星數量大增,而本世紀第一個十年民用和地球觀測衛星數量有所增加。

如果這張圖表顯示的趨勢持續下去,現有的衛星大國也許會繼續造更大、更耐久的衛星,而類似大學或研究所之類的機構可能會生產更多體積更小、造價更便宜的衛星。
各個國家經歷了不同的衛星發射高峰

這張圖表的第一欄顯示了1957-2010年全世界發射的衛星總數。灰色區域顯示這些年來先後發射進入太空而今天已經閒置的不活躍衛星數量;橙色區域顯示現在仍然活躍的衛星數量。目前仍在軌道上運作的最老的衛星是Amsat-Oscar 7。這枚衛星1974年11月15日從美國加利福尼亞州的範登堡空軍基地(Vandenberg Air Force Base)發射。這枚低地球軌道衛星用於業餘電台廣播信號傳遞。

灰色區域代表了5428枚衛星。許多廢棄的衛星現在成了環繞地球運行的太空垃圾。美國宇航局(NASA)估計,現在在地球軌道上大約有19000顆直徑超過10厘米的物件。
目前在太空有很多不活躍的衛星,構成太空垃圾

這張圖表顯示了美國、俄國、中國和其它國家運營的衛星(不包括合作衛星和多國衛星)。圖表顯示衛星用途受到不同地區政治和經濟因素的影響。

用戶(商業、政府、軍方和民用)指的是衛星的主要用戶,但必須強調的是許多衛星具備多種用途。例如,任何一顆衛星都可用於軍事和民用目的。商業衛星由公司或財團擁有,資金來源包括投資者和私人團體。它們的用途包括電訊和廣播電視。軍用衛星經常用於偵察、導航和通訊。政府衛星主要用於氣象和科學考察;民用衛星的用戶包括學術研究機構和業餘廣播。

大約三分之二的活躍衛星用於通訊目的。導航、軍事偵察、地球觀測、宇航物理和地球科學研究大致各佔衛星總數的5%-7。
許多衛星具備多種用途 - 任何一顆衛星都可用於軍事或民用目的。

這張圖表使我們對衛星繞地球運行的時間有一個大致的概念。低地球軌道(LEO)衛星繞地周轉速度超過普通民航客機速度的30倍,它們的運行軌道距離地球大約在80公里 -1700公里之間。LEO衛星繞地球一周需要88分鐘。目前活躍衛星中大約一半是LEO衛星,通常用於偵察、地球觀測和攝像製圖。

地球同步軌道(GEO)衛星的離地距離幾乎都一樣,都在距離地球35700公里的高空,繞地一周時間是24小時。所以,從地球上看,這些衛星幾乎是靜止不動的。GEO衛星的用途包括天氣預報、通訊和廣播。
低地球軌道衛星速度最快。

這套圖表是根據Union of Concerned Scientists (UCS) 的衛星數據庫的數據製作。UCS是國際科學界一個主要的非盈利機構,最早是1969年麻省理工學院(MIT)一些學生和教職員工自發的合作組織。

UCS的衛星數據庫每個季度更新一次:

按鍵 http://www/icsisa/prg/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/techinical_issues/ucs-satellite-database.html

本文提及了下列機構:

美國宇航局(NASA)按鍵 http://www.nasa.gov

歐洲宇航局(ESA)按鍵 http://www.esa.int/esaCP/index.html

歐洲宇航政策研究所(ESPI)按鍵 http://espi.or.at

下列人士為本文提供了資訊:

Laura Grego, UCS

按鍵 http://www/icsisa/prg/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/techinical_issues/ucs-satellite-database.html

Jeff Faust, The Space Review

按鍵 http://www.thespacereview.com

Jonathan McDowell, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

按鍵 http://planet4589.org/space/jsr/jsr.html

Spyros Pagkratis, 歐洲宇航政策研究所 (ESPI)

按鍵 http://www.espi.or.at

http://www.bbc.co.uk/zhongwen/trad/china/2011/04/110408_satellite_50_years.shtml

「中國的衛星技術突飛猛進」

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