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卫星是指在环抱一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的自然天体。我们泛泛所说的卫星凡是是遵循圆形或卵形轨道周期性环抱地球运行的航天器，就是所谓的人造地球卫星。比来几年来，跟着我国航天事业的快速成长，藐小卫星、立方星、低轨卫星星座、斗极卫星导航、星间链路等这些曾的专业名词愈来愈多地呈此刻科技媒体的热点中，卫星已被愈来愈多的人熟知。卫星遵循轨道高度特点可以除夜致分为下图三类：地球同步轨道GEO、中轨道MEO和低轨道LEO。其中，与我们糊口慎密慎密亲密相关的就是地球同步轨道卫星，例如气象形象形象卫星、宽带通信卫星、高分说率对地不美不美观测卫星（部门）。这类卫星最除夜的特点就是相对地面是静止，这样便可以针对我国河山规模所处区域供给延续不竭的处事。可是GEO有一个短处错误，就是太远了。要连结卫星轨道周期与地球自转周期不异，必需达到距离地表约千米的高度，而这对通信卫星和对地不美不美观测卫星价钱有点除夜。通信卫星必需提多发射功率和发射天线增益，遥感卫星则必需提高探测器的口径，这对航天器来讲，必定会增添重量，增除夜成本。GEO卫星一般身躯重除夜，图为比来刚刚发射的东方红五号卫星平台GEO除夜约每隔度的位置可以发射入轨一颗同步卫星，这样全数地球静止同步轨道也只有除夜约颗的容量。而此刻即即是用上频率复用手段，也已挤上去好几百颗了。所以仅就静止同步轨道而言，轨道成秘闻当首要。 中低轨卫星当然高度除夜除夜下降，通信路径耗损除夜幅度减小，一样光学探测器的分说率也除夜幅度提高，可是它们轨道周期和地球自转周期纷歧致，所以其实不能延续连结在河山上空，存在过境时刻的问题。那能不能有一个高度足够低，同时又能够在我们头顶上忠诚处事的卫星呢比来几年来斗劲风行的一个解决方案是低轨卫星星座，例如马斯克的starlink、oneweb、我国的鸿雁等低轨卫星星座，都是要解决一个过境时刻的问题。原则上，只有足够多的低轨卫星分布在不合的轨位上，一颗卫星过境马上有此外一颗卫星入境，这样全数系统仍然能够供给不间断的处事。星链概念图当然这样的方案也有问题，首先是耗资巨除夜，马斯克的星链星座筹算发射多颗卫星，相当于今朝天上所有卫星的总和的数十倍。其次，低轨卫星的培育汲引是一个持久工程，在没有除夜规模建成之前，通信处事都不是延续的，这个过程其实不能对通俗用户供给处事，只能针对军方这类不凡用户的不凡需求供给处事，这些收益能否撑持它完成星座的培育汲引也是一个问题。第三，近似星链这样的低轨卫星星座给空间遨游器的遨游安然带来了巨除夜的隐患。空间碎片气象改变 | 图源：NASA一旦有卫星相撞，因为双方的速度都很是高，会组成除夜量的高速空间碎片，造成的撞击风险，可能会成为恶性轮回，对全人类的空间遨游器安然组成极除夜威胁。所以低轨卫星其实不是一个解决对地处事的方案，铱星就是一个典型的后背案例。科学家们从此外一个角度想出了一个解决方案：平流层飞艇。可是它其实不是传统意义上的遵循闭合轨道周期性环抱地球运行的航天器，所以我们叫它高空“伪卫星”。平流层飞艇为甚么是一个可行的解决方案呢这要从它的事理说起。首先它是一个飞艇，是操作浮力升空的遨游器，飞艇内部填充浮升气体（一般用氦气，氢气因为操作不服安，不在除夜型浮空器上操作）。原则上，只要它不漏气，便可以在必定高度连结浮力和重力的平衡，那么它便可以在这个高度持久驻留，实现近似于地球静止轨道卫星的下场。平流层飞艇概念图为甚么叫平流层飞艇呢因为它遨游的高度在平流层，这里有合适它持久驻留的气象形象形象前提。地球除夜气层是一个洋葱结构，遵循其特点分了层，最下面是我们接触最多的对流层，存在雨、雪、雷电等天色现象，而且风速和风向的改变没有较着的纪律，不单有水平气流，还存在垂直气流，例如客机遨游过程中碰着的气流波动现象。地球除夜气分层但平流层的气象就好良多，首先是没有雨雪现象，有益于持久遨游，此外也没有垂直气流，只有水平气流，这样事理上只用连结浮重平衡，便可以持久遨游。平流层底部的高度遵循季节和地域不合改变，可以到km，到km，所以平流层飞艇遨游的高度选择在km以上。浮空器遨游在平流层 （图片来历：谷歌）当然能够在这个高度以上遨游的浮空器不止平流层飞艇，还有高空气球，但高空气球没有动力，是随风向飘飞的。平流层飞艇自己是有电力催促的、螺旋桨的，可以节制它遨游的标的方针，所以平流层飞艇是可以在方针区域上空盘旋遨游。平流层飞艇当然有良多益处，可是也有一个小问题，就是在km高度空气密度很是低，除夜约只有地面的,能够供给的浮力太小，飞艇要想装良多设备阐扬浸染，就需要把体积做得很是重除夜，尺寸一放除夜就碰着良多工程手艺问题，这就好比做一架会飞的模子飞机和做一架空客A的手艺难度完全不成同日而语一样。 今朝平流层飞艇还处于关头手艺攻关的阶段，可是跟着各方面单项手艺的打破，我们相信平流层飞艇供给卫星式处事的那天其实不会太遥远，那时辰平流层飞艇就会成为一颗名不虚传的卫星。来历：中国科学院北京分院