卫星轨道的分类,先到先得!
常见的卫星轨道分类
1. 近地轨道(LEO,Low Earth Orbit)
高度范围:160-2,000 公里
特点:
运行速度快,一圈仅需 90 分钟左右。
常用于遥感卫星、通信卫星和国际空间站(ISS)。
趣闻:
国际空间站运行在约 420 公里的高度上,宇航员可以在不到两小时内“绕地球一圈”,一天看十多次日出。
2. 中地轨道(MEO,Medium Earth Orbit)
高度范围:2,000-35,786 公里
特点:
主要用于导航卫星,例如 GPS、北斗、伽利略等。
运行周期较长,通常为数小时。
趣闻:
全球定位系统(GPS)的卫星就在 20,000 公里的高度上均匀分布。早期 GPS 开发是为军事用途,但后来对全球开放,成为现代生活不可或缺的工具。
3. 地球同步轨道(GEO,Geostationary Orbit)
高度范围:35,786 公里
特点:
卫星与地球自转同步,始终悬停在地球赤道上空的固定点。
常用于通信、电视广播和天气观测卫星。
趣闻:
1945 年,科幻作家阿瑟·克拉克首次提出地球同步轨道的设想。当时这一概念仅存于科幻小说中,后来成为现代通信卫星的基石。
4. 太阳同步轨道(SSO,Sun-Synchronous Orbit)
高度范围:600-800 公里
特点:
卫星经过每个地点的时间几乎固定(例如每天上午 10 点)。
适合拍摄地球表面的图像,广泛应用于遥感和环境监测。
趣闻:
太阳同步轨道的设计与地球自转角速度的微妙平衡有关,堪称航天工程的一大巧思。
“轨道资源争夺战”的趣闻与挑战
轨道资源为何有限?
对于 GEO 卫星来说,“黄金位置”是赤道上空的 36,000 公里轨道。由于这个轨道能提供全球通信和广播的最佳条件,世界各国和公司对其趋之若鹜。然而,轨道空间是有限的,尤其是高需求的赤道区域。
早期的“轨道争夺战”
1960 年代,美国和苏联占据了大部分 GEO 轨道资源,发展中国家无力争夺。1976 年,包括巴西、印度尼西亚和肯尼亚在内的国家提出了“波哥大宣言”,试图将赤道上空的 GEO 轨道划归赤道国家所有,但最终未获国际认可。
当下的轨道竞争
如今,LEO 轨道也进入了“抢占资源”的时代,尤其是随着星链(Starlink)和其他卫星互联网计划的兴起,大量小卫星涌入近地轨道,导致潜在的轨道拥堵和空间垃圾问题。
中国的策略
自主卫星系统:
中国通过北斗导航系统和一系列通信卫星,牢牢占据了 GEO 和 MEO 的关键轨道资源。国际合作:
积极参与国际电信联盟(ITU)相关事务,确保公平分配轨道资源。太空清理技术:
中国正在开发和测试太空垃圾清理技术,以保障轨道的长久可用性。
业余无线电卫星与轨道的结合
1. 近地轨道(LEO)上的业余无线电卫星
代表卫星:
ISS(国际空间站):不仅是航天员的家园,也是一个强大的业余无线电平台。通过 ARISS 项目,全球 HAM 可以与宇航员直接通联。
AO-91、AO-92:这些 CubeSat 是知名的业余无线电卫星,可供 HAM 进行 FM 模式通信。
适合用途:
LEO 轨道因其距离地面较近,延迟低,特别适合短时间的卫星通信和实验性发射。
2. 中地轨道(MEO)上的业余无线电资源
代表性较少:
MEO 通常被导航卫星“占据”,业余无线电卫星在这一轨道的应用相对较少,但未来有可能随着技术进步而扩展。
3. 地球同步轨道(GEO)上的业余无线电卫星
代表卫星:
QO-100(Es'hail-2):这是全球首颗 GEO 轨道上的业余无线电卫星,提供覆盖欧洲、非洲和中东的大范围通信服务。
优势:
GEO 轨道的卫星无需追踪,可以始终在固定位置工作,非常适合地面站固定通信。
4. 太阳同步轨道(SSO)与遥感应用
虽然 SSO 轨道上的卫星以遥感和气象为主,但业余无线电爱好者也可以通过地球观测卫星进行图像传输实验。例如接收 SSTV 图像或遥感数据包。