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人造衛星(英語:Satellite),在不產生歧义的情況下亦稱衛星,是由人類建造的一种航天器,也是数量最多的一种。人造衛星以太空飛行載具如运载火箭、太空梭等發射到太空中,像天然衛星一樣環繞地球或其它行星运行。通訊衛星就是在地球軌道上,放置衛星,以作為地面微波與廣播站間的通信媒介。[1]雖然通訊衛星的造價很高,但由於能傳輸大量的資訊,而且免除架設的費用,因此對於長距離的傳輸仍是最普遍與最經濟的方法;因為一個通訊衛星所傳播的地域相當的大,只要三個通訊衛星就能涵蓋地球上大部分的地域。人造衛星除了自身具備的功能以外,也衍伸出太空垃圾的隱憂。
人造卫星一般由有效载荷(payload)和卫星平台。有效载荷是指为了直接实现该卫星的应用目的或者科研任务各种仪器设备。卫星平台则是用于支持有效载荷正常工作的所有保障系统的总成[2]。一般来说卫星平台的设计在一段时期内都是相对稳定的,在升级换代前只会做小幅改良。只要功能合适,某一种卫星平台可以根据需要搭载各种各样的有效载荷。例如嫦娥一号和二号卫星使用的都是东方红三号卫星平台,但它们各自搭载的有效载荷则是不一样的。衛星平台又分為多個子系統:
大部分人造卫星采用太阳能板提供电源,也有部分使用放射性同位素热电机供电。因为无法长期人为维护,人造卫星的供电系统常采用热电发电器与核反应堆、光伏电板组合使用的设计方式。根据麻省理工学院的唐爽和崔瑟豪斯夫人提出的“唐-崔瑟豪斯理论”,[3][4] 提高电子-空穴的非对称性、增加有效带隙、带边对齐等方法在大多数半导体材料中均可以提高热电发电材料系统的能源转换率。通常也可附件材料纳米化的方法,但该方法更适合运用于低载流子浓度的热电发电材料体系。[5][6]
对电子系统的热管理和制冷技术是维持人造卫星的计算、通讯、遥感系统正常运作的必要前提。目前常采用热电主动制冷技术,包括“珀耳帖冷却器”、“能斯特-埃廷斯豪森冷却器(英语:Nernst effect)”和“唐-崔瑟豪斯冷却器”。
人造衛星能夠成功執行預定任務,單憑衛星本身是不行的,而需要完整的衛星工程系統,一般由以下系統組成:
科学卫星
应用卫星
技术实验卫星
月球探测器
行星和行星际探测器
卫星式载人飞船
登月载人飞船
行星际载人飞船
空间站
太空梭
空天飞机
截至20世纪末,全球只有少数国家具有独立卫星发射能力。这些国家和地区包括(截至2013年):俄罗斯、美国、法国、日本、中国、英国、印度、以色列、伊朗、朝鲜和韓國。伊拉克的发射并未被承认。巴西在1997、1999和2003年进行了3次发射尝试,但均未成功。直到今天仍有少数国家依旧尝试进入航天俱乐部。早期意大利和哈萨克斯坦都具备火箭和卫星研发技术条件,并且都有火箭发射场(圣马科意海上平台和拜科努尔发射场,主要为美国和俄国担负发射任务)。乌克兰具备火箭制造能力但却不具备发射场等条件。多国合作的欧洲空间局ESA,以及私有的海上发射公司等公司也被认为是航天俱乐部的成员。
以下是航天俱乐部几大成员首次成功发射的卫星:
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