人造衛星

[物理史] 蘇聯發射第一枚人造衛星進入地球軌道

蘇聯發射第一枚人造衛星進入地球軌道 (Soviets launch First Artificial Satellite into Earth Orbit)
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News ,2007年10月

50年前,1957年的10月4日,蘇聯發射了史潑尼克號 (Sputnik),這是第一枚人造衛星,震驚全美民眾,開啟了太空時代。

在發射史潑尼克號之前,人類就已夢想了好一陣子的太空旅遊。1903年,俄國的火箭專家齊奧爾科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky) 由數學證明人造衛星是可行的,然而美國對他的研究卻完全不在意。火箭學在數十年後發展起來,而太空飛行也顛覆了人們的想像。

人造衛星

人造衛星 (Satellite)
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂人造衛星是指人類製造的載具,經由火箭或太空梭發射到外太空,不斷繞行地球運轉的衛星。

人造衛星依照軌道運行的種類可以分為同步 (Geo-stationary orbit) 與極軸 (Polar orbit) 衛星。所謂同步衛星指的是在赤道上空約 36000 公里,繞行地球週期與地球自轉週期相同的衛星,因為與地球同步,故稱為同步衛星,也因為同步,因此在地球上觀察此類衛星有如靜止於空中,因此又稱為地球靜止軌道衛星。至於極軸衛星,則是軌道面垂直於地球的赤道面,因為軌道面垂直於赤道面,所以 訊號可以分布到全球各地,例如現在的全球定位系統(Global Position System,簡稱為 GPS)就是利用二十四顆的極軸衛星,組成衛星網,提供通訊的服務。

地球同步軌道(Earth Geosynchronous Orbit)

地球同步軌道(Earth Geosynchronous Orbit)
國立台南第一高級中學物理科汪登隴老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

一顆衛星或行星其軌道週期與所環繞的行星或恆星的自轉週期相同,則此衛星或行星所運行之軌道稱為同步軌道(geosynchronous orbit);而最常見的就是地球同步軌道。只要是在地面上的觀察者經過地球自轉一周以後,在天空相同的高度、位置再度看到相同的衛星出現,就可算是同步了。但是這個詞經常被用來提及特殊情況的地球同步軌道,即赤道正上方的軌道,也稱為地球靜止軌道(geostationary orbit)。若衛星軌道傾角為0°,赤道平面與軌道平面重合,則衛星在赤道上空,並且若衛星的軌道周期等於地球的自轉周期,且旋轉方向相同,從地面上看,這種軌道上的衛星相對地球赤道上某一點不動。