科学探测卫星（用于进行空间物理环境探测的卫星）

正文

科学探测卫星

用来进行空间物理环境探测的卫星。

原理

假如我们把地球看成一个鸡蛋的蛋黄，那么地球四周的大气层就像是一团蛋清。这团蛋清厚达700千米以上。那么这团蛋清中的情况如何？对人类的航天活动有什么影响？隔着这么厚的“蛋清”去观察天体，可识“庐山”真面目吗？

科学探测卫星的出现，改变了人类坐地观地和坐地观天的传统。它携带着各种仪器，穿过大气层，自由自在，不受干扰为人类记录着大气层，空间环境和太空天体的真实信息。而这些十分宝贵的资料又为人类登上太空，利用太空提供了攻关指南。世界各国最初发射的卫星多是这类卫星或是技术试验卫星。

研发现状

美国发射的第一颗卫星“探险者一号”就是一颗科学探测卫星，以后“探险者”发展成了一个科学卫星系列，到1975年这个系列共发射了55颗，有53颗进入轨道。它们的主要作务是：（1）探测地球大气层和电离层；（2）测量地球高空磁场；（3）测量太阳辐射，太阳风，研究日—地关系；（4）探测行星际空间；（5）测量和研究宇宙线和微流星体；（6）测定地球形状和地球引场。这些卫星传回环境模式，更多地了解了太阳质子事件对地球环境的影响，加深了对太阳—地球关系的认识。探险者号卫星系列多为小型卫星，但其外形结构差别很大，由于探测的空间区域不同，它们的运行轨道有高有低，有远有近，差别也很大。

电子号卫星是苏联的科学卫星系列，1964年1—7月共发射了4颗卫星，重400—544千克。星上装有高，低灵敏度的磁强计，低能粒子分析器，质子检测器，太阳X射线计数器以及研究宇宙辐射成分的仪器等。它们的主要任务是研究进入地球内，外辐射带的粒子与其相关的各种空间物理现象。

中国的“实践”系列卫星既是技术实验卫星，又是科学探测卫星。它1971年，1981年发射了2次共4颗。实践一号卫星装有红外地平仪，太阳角计等探测仪器，取得了许多环境数据。实践二号和二号甲，二号乙是用一枚火箭同时发射的3颗卫星。其中实践二号重257千克，外形为八面棱柱体，它的任务是探测空间环境，试验太阳电池阵对日定向姿态控制和大容量数据贮存等新技术。卫星获取了有关地球磁场，大气密度，太阳紫外线，太阳X射线，带电粒子辐射背景等数据，也圆满地完成了新技术的试验。

天文卫星

天文卫星也是一种科学卫星，不同于上述卫星之外在于它不仅仅探测空间环境，而且在地球轨道上建起了一座座太空天文台，专门对宇宙天体和其他空间物质进行科学观测。天文卫星在离地面几百千米或更高的轨道上运行，由于没有大气层的阻挡，星上的仪器可以接收到来自天体的从无线电波段到红外波段，可见光波段，紫外线段直到X射线波段和γ射线波段的电磁波辐射。

天文卫星的轨道多数为圆形或近圆形，高度为几百千米，但一般不低于400千米。这是因为太阳系以外的天体离开地球极远，再增加轨道高度也不能缩短距离和改善观测能力；而轨道太低时，大气密度增加，卫星难以长时期运行。

天文卫星上安装了复杂的科学观测仪器，如红外，紫外，X射线和可见光望远镜等。除这些仪器本身必须保证制作精度外，天文卫星在结构上也必须有很高的安装精度和结构稳定性，否则仪器坏了，人到天上云修理代价可就太大了，而且卫星“立足”不稳，也会直接影响仪器的观测效果。

第一颗天文卫星是美国1960年发射的“太阳辐射监测卫星”，它测到了太阳的紫外线和X射线通量。从1962年开始，美国又发射了专门观测太阳的“轨道太阳观测台”卫生系列，专门用于紫外线天文观测的“轨道天文台”卫星和X射线观测卫星。这些卫星发现了宇宙天体的各种辐射源，为人类分析研究宇宙的演化过程，揭开地外文明的奥秘提供了珍贵的资料。