【科普】人造卫星：以怎样的姿势漫游在世界

　　“凭借望远镜是能够看见的，并且最好是在黄昏呢！”国庆期间，记者在北京天文馆听到一位小学生与讲解员的对话。

　　看似“巨大上”的人造卫星，为了坚持运转安稳，主要有两种运转姿势：一类是自旋安稳，另一类是三轴安稳。此外，还有大自旋安稳姿势等。

　　“拿自旋安稳姿势来说，人造卫星环绕其自身的中心轴在旋转，和陀螺的原理相同，旋转起来才干安稳。”“风云”系列停止轨迹气候卫星地上使用体系副总工程师郭强介绍，“它的原理是使用卫星绕自旋轴旋转所取得的陀螺定轴性，使卫星的自旋轴方向在惯性空间定向。”一般来说，自旋安稳的卫星能够到达每分钟100转左右，只要这样才干在惯性空间运转安稳，对地观测相对安稳。美国和欧洲一些国家的第一代停止气候卫星均选用了该技能。目前我国在轨运转的“风云二号”系列停止气候卫星也采纳自旋安稳的方法。

　　因为卫星在不停地旋转，导致自旋安稳的卫星观测地球的视角很小。“停止人造卫星间隔地球36000公里左右，地球的半径为6400公里，依据其旋转速度，那么也就只要20度左右的视场，也便是360度旋转一圈，只要5%左右的时刻能看到地球。”郭强介绍说，“能够说，自旋安稳卫星的观测功率是很低的。”

　　跟着人造卫星勘探技能的前进，三轴安稳技能的研讨成功，使得观测功率大大提高，理论上的观测功率为100%。郭强说：“因为勘探技能的需求，在观测时，咱们需求观看一部分冷空，也便是布景。即便是这样，观测功率也可达80%左右。也便是说，在有限的时刻里看得慢一些，这样咱们能够取得具有更高信噪比的卫星观测云图。”

　　三轴安稳姿势类似于在咱们所熟知的X、Y、Z轴坐标系下，将卫星固定住，在飞行时对其彼此笔直的三个轴进行操控，任何一个轴都不会发生超出规定值的滚动和摇摆，这样卫星就能够长时刻地对地观看了。郭强举例说：“像使用单反相机相同，假如咱们拍照星空，需求长时刻曝光。那么，三轴安稳卫星就能够使用该原理，观测闪电事情、展开高光谱勘探了。”

　　正是因为它适用于在各种轨迹上运转的、具有各种指向要求的卫星，所以卫星的回来、交会、对接及变轨等进程也使用此技能。欧洲第三代停止气候卫星MTG、美国第二代停止气候卫星GOES-R以及我国第二代停止气候卫星“风云四号”气候卫星均选用三轴安稳姿势。

　　值得一提的是，欧洲第二代停止气候卫星选用的是大自旋安稳姿势。据郭强介绍，按谨慎的表述，大自旋安稳姿势也是自旋安稳姿势，只不过卫星的渠道比较大。从观测的视点来说，便是将其镜头变大，同一时段取得的能量变多。

　　那么未来，三轴安稳姿势的卫星给咱们的观测带来了哪些期许呢？郭强介绍：“我国正在研制的‘风云四号’气候卫星将搭载闪电成像仪和高光谱勘探仪。”正是因为其姿势操控方法、燃料供给以及搭载仪器的不同，三轴安稳卫星比自旋安稳卫星载重要大得多。

　　众所周知，人造卫星除了停止卫星还有极轨卫星，而极轨卫星对地只要900公里左右，环绕地球南北南北极运转，一般选用三轴安稳姿势。“同样是采纳三轴安稳姿势，停止卫星比极轨卫星的要求要高得多。”郭强着重，“在对地观测分辨率为1公里时，停止卫星的姿势安稳度要求将是极轨卫星的40倍。所以，这对卫星自身的技能要求更高一些。”（张静）

　　主办：我国气候局办公室承办：气候宣扬与科普中心 我国气候报社协办：公共气候服务中心 国家气候信息中心