苏联发射人类第一颗人造地球卫星

对于现如今的人们来说，人造地球卫星似乎与已经不再是什么新鲜的话题，因为我国已经发射了不少人造地球卫星，用于科研或者改善人们的日常生活等方方面面。而人类历史上的第一颗人造地球卫星，是苏联在1957年发射的，作为第一颗人造地球卫星，背后必然也是很多科学家努力的成果。

人造地球卫星指环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器。简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等各个领域。

简单来说人造地球卫星是靠具有巨大推进力的巨型多级火箭送上太空。多级火箭的工作原理并不复杂，就是把几支单线火箭串联或并联在一起，构成一个大的火箭系统。其中的每一级都是一支可以独立工作的火箭，它们各自分阶段地完成飞行任务。首先是第一级火箭点火，此时整个火箭便腾空而起，当第一级的推进耗尽时，它笨重的壳体就立即被扔掉，接着第二级开始工作，此时由于甩掉了一部分已经无用的结构重量，从而使整个火箭轻装前进，再接着第二级的壳体被抛掉，第三级点火……这样一级接一级，好似接力赛一样，越跑越轻，越跑越快。直到最后一级火箭工作结束时，使装在末级火箭前端的卫星进入地球轨道。

地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。这个卫星里的主要仪器设备是化学能电池无线电发报机。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。

人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。

人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。

在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。

截止20世纪末，全球只有少数国家进入航天俱乐部——具有独立卫星发射能力。这些国家和地区包括(截止2007年2月)：独联体国家/前苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和以色列。伊拉克和朝鲜的发射并未被承认。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。

1957年10月4日，世界上第一个人造地球卫星已经制成由苏联发射成功。运送卫星的火箭使卫星获得了每秒八千公尺左右的必要的轨道速度。据计算，这个卫星在离地面900公里的高空运行;它每转一整周的时间是1小时35分钟，它的运行轨道和赤道平面之间所形成的倾斜角是65度。

人造卫星是一个球形体，直径58公分，重83.6公斤。内装两部不断放射无线电信号的无线电发报机。其频率分别为20.005和40.002兆赫(波长分别为15和7.5公尺左右)。信号采用电报讯号的形式，每个信号持续时间约0.3秒。间歇时间与此相同。

早在19世纪末，俄国杰出的科学家齐奥尔科夫斯基就已经在他的著作中第一次科学地论证了借助火箭实现宇宙飞行的可能性。