高大上的空间科学技术是怎样改变我们日常生活的——以NASA的若干个案为例

以苏联1957年10月4日发射世界第一颗人造地球卫星为标志,人类步入空间时代已经60多年了。半个多世纪以来,人类实现了载人登月,建造了大型空间站,发射了遍及地球高、中、低轨道的5000多颗应用卫星和科学卫星,美国、日本和欧洲等还对太阳系内的八大行星以及重要的矮行星、小行星和彗星开展了深空探测。     

封底照片说明

2009年4月15日,我国继2007年4月发射了第一颗“北斗”导航卫星后,又发射了第二颗“北斗”导航卫星,卫星运行在地球的静止轨道上。科学家们计划2020年前后建立运行在3种轨道,共计30多颗卫星的全球导航卫星系统,是集导航、定位、授时、通信为一体的空间核心基础设施,可提供开放服务与授时服务。“北斗”卫星导航系统在用户容量、服务区域、动态性能、定位精度、使用方式和抗干扰能力等方面表现优异,并与国外卫星导航系统兼容。     

天战呼唤物理学

 一、控制太空是新的军事战略制高点太空是全人类的财产,和平开发与利用太空、造福于人类是全世界人民的共同心愿。然而,自从1957年人类发射第一颗人造地球卫星以来,世界各国已向太空发射的5000多颗卫星中70%是用于军事目的的。在现代战争中,从情报到侦察监视、从预警识别目标到精确制导武器的使用、从天气预报到战场情况的核查、从通信到计算机网络的防御和攻击,都要利用太空资源。“谁能控制空间谁就能控制地球”。天战已不再是科学幻想。     

方兴未艾的人造小卫星

2013年是发射航天器最多的一年，其中重要的原因是这一年有许多的人造小卫星被送上了太空。     

封面故事

正实践十号返回式科学实验卫星(简称"SJ-10卫星")工程是专门用于"微重力科学和空间生命科学"空间实验的返回式科学实验卫星,于2016年4月6日成功发射。SJ-10卫星总质量约3600 kg,由长征-2D运载火箭发射,轨道倾角63°,近地点轨道高度220 km,远地点轨道高度482 km。卫星在轨工作寿命15天,回收舱设计在轨运行寿命为12天,12天后回收舱返回地球,而留轨舱将继续在轨工作3天。实践十号将完成     

近代高分辨地球成像商业卫星

综述了美国DigitalGlobe公司的QuickBird,WorldView-1,WorldView-2卫星和GeoEye公司的IKONOS,GeoEye-1,GeoEye-2等卫星的发展概况。分析评论了这些不同发射时间和使用年代的近代高分辨地球成像商业卫星及其空间相机的主要技术指标和特点,指出了研制小型、灵巧性卫星是近代高分辨地球成像商业卫星的发展趋势,其中需要解决的核心技术主要包括卫星的精密姿态控制、小像元尺寸和高积分级数TDICCD的研制,小相对孔径光学系统的设计以及用于图像增强的数字图像处理技术等。     

近代高分辨地球成像商业卫星

综述了美国DigitalGlobe公司的QuickBird,WorldView-1,WorldView-2卫星和GeoEye公司的IKONOS,GeoEye-1,GeoEye-2等卫星的发展概况。分析评论了这些不同发射时间和使用年代的近代高分辨地球成像商业卫星及其空间相机的主要技术指标和特点,指出了研制小型、灵巧性卫星是近代高分辨地球成像商业卫星的发展趋势,其中需要解决的核心技术主要包括卫星的精密姿态控制、小像元尺寸和高积分级数TDICCD的研制,小相对孔径光学系统的设计以及用于图像增强的数字图像处理技术等。     

现代航天技术中的失重问题及其对人体的影响

 １９５７年前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星,从此人类迈入航天技术这一新领域。在短短几十年内,随着航天技术的发展,从初期的无人航天器到很快研制出载人航天器,如航天飞机、载人飞船、空天飞机和空间站等。而与此同时一个日益突出的问题──失重则成为限制航天技术发展的一大难题。失重对载人航天器中的航天员产生一系列的生理影响,它将妨碍航天员的正常生活,导致航天任务无法完成,甚至危及他们的生命安全。因此,对失重的研究及防护对于航天技术的发展具有极其重要的意义。     

地球扁率对卫星轨道平面的影响——兼谈卫星的太阳同步轨道

讨论地球扁率对人造地球卫星轨道平面的影响,介绍卫星的太阳同步轨道设计原理.     

宇宙速度与发射速度

我们知道当物体的发射速度足够大时 ,使物体所受引力恰好等于物体环绕地球运转所需的向心力 ,物体就可以成为人造地球卫星 .而发射速度与宇宙速度有什么联系与区别呢 ?设地球的质量为Ｍ ,卫星的质量为ｍ ,轨道半径为ｒ,地球半径为Ｒ ,环绕速度为ｖ .环绕速度指的是卫星绕地球作     

近地卫星和无限长单摆的周期

我们把靠近地面运行的人造地球卫星叫做近地卫星(grazing satellite)。对于近地卫星，可以认为其轨道半径r近似等于地球的半径R。由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以     

人造地球卫星运动方程的代数动力学算法数值解

代数动力学算法首次被用于求人造地球卫星运动方程的数值解，在四阶算法下，与Runge-Kutta算法和辛算法的计算结果作了比较.结果表明，代数动力学算法对于人造地球卫星长期轨道的计算有较高的精度.并讨论了地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响. 关键词： 人造地球卫星运动方程 代数动力学算法数值解 地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响     

人造地球卫星的运动规律

与由苏联人造地球卫星的出现有关,从许多方面提出了问题:它如何发射?何以能飞行? 本文不准备对所有作用于人造卫星的外力、如地球的非正球形及大气阻力等,作高度精确的叙述,只对某些基本关系及规律提出基本的知识,这些关系与规律包括利用多级火箭使卫星加速及卫星环绕地球的运动。在第一级近似中略去月球,其他行星及太阳对卫星飞行的影响,可将卫星在地球引力场中的运动表示为如下的情形。要使人造卫星围绕地球沿圆形轨道运转而不落到地面上,必须要依据达朗伯原理,使卫星在规定轨道高度上的重力等于离心力。以下符号表示的意义     

宇宙航行--"从低速到高速"之四

出于对自然界知识(包括我们周围宇宙的历史和现状)的渴求以及生产生活的需要(如获取资源和通讯)，人类正在把它的活动扩大到太空．1957年10月苏联把第一颗地球卫星送上了轨道，一个月后美国发射了另一颗，1961年苏联把载人宇宙飞船送上了天，第二年美国也完成了同样的任务．1959年9月苏联第一个把一颗探测器送到月球上．1969年7月美国第一个把人送上了月球并使之安全地返回．我国的第一颗地球卫星于1970年4月发射成功；1984年4月又发射了我国第一颗通讯卫星．2003年10月将杨利伟送入围绕地球的轨道上遨游了3圈．从1977年，美国等国又开始了对于太阳系其他行星的探测．     

小小立方星也能做大科学——以美国立方星科学探索的实践为例

 空间科学是以航天器为主要平台，研究发生在地球空间、日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学以及生命等自然现象及其规律的科学①。目前，航天器正朝着越来越大和越来越小的两个方向发展，即一方面研制综合型、高功率的大型卫星，如美国航空航天局（NASA）将于2020年之后发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），质量为6.2吨，主反射镜口径达到6.5米；另一方面研制质量轻、微型化的小型卫星。其中，立方星是采用国际通用标准的微纳卫星，以U为单位，1U体积为10 cm×10 cm×10 cm，1U重量一般不超过1.33 kg。根据任务的需要，可将立方体卫星扩展为2U（10 cm×10 cm×20 cm）、3U、甚至16U或更大。     

人造地球卫星十问

人造地球卫星十问王国士（兰州十中７３００４６）１．为什么人造地球卫星的周期不可能小于８５分钟？轨道上做圆周运动的人造地球卫星所受地球的吸引力是它做圆周运动的向心力，即：变形得卫星的周期为由此可得：卫星的周期随轨道半径的减小而减小。由于卫星的轨道半径Ｒ...     

空间碎片问题的起源、现状和发展

字面意义上的空间碎片指的是解体产生的碎片,但一般也包含火箭残骸、废弃卫星等各类无功能人造物体.随着人类探索、利用太空的步伐,空间碎片逐渐开始成为影响并威胁人类空间活动不可避免的问题.文章主要介绍空间碎片问题的起源、当前的状况、人们如何应对以及未来可能遇到的问题.     

空间技术与空间物理

人类对神秘的宇宙空间的探索自古至今从来没有停止过。1957年10月第一颗人造地球卫星的发射成功,结束了人类,只是观察与推测的时代,使人类拥有了真正的科学意义上的空间技术,空间技术的发展又使人类掌握了更多     

小小立方星也能做大科学——以美国立方星科学探索的实践为例

<正>一、立方星成为科学卫星大家庭的新选手空间科学是以航天器为主要平台,研究发生在地球空间、日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学以及生命等自然现象及其规律的科学(1)。目前,航天器正朝着越来越大和越来     

论卫星抛射点在椭圆运动轨道上的位置

详细分析了人造地球卫星的椭圆轨道方程和在各种情况下卫星的抛射点在其椭圆运动轨道上的位置.