基本介紹
- 中文名稱：人造地球衛星
- 英文名稱：satellite
- 簡稱：人造衛星
基本簡介,分類,功能分類,觀測站,中繼站,基準站,軌道武器,運行軌道,順行軌道,逆行軌道,赤道軌道,極地軌道,太陽同步軌道,用途分類,軌道種類,軌道高度,衛星重量,衛星功能,衛星分類,飛行方式,衛星服務,工程系統,組成部分,重力問題,世界之最,發射國家,
基本簡介
簡單來說人造地球衛星是靠具有巨大推進力的巨型多級火箭送上太空。多級火箭的工作原理並不複雜，就是把幾支單線火箭串聯或並聯在一起，構成一個大的火箭系統。其中的每一級都是一支可以獨立工作的火箭，它們各自分階段地完成飛行任務。首先是第一級火箭點火，此時整個火箭便騰空而起，當第一級的推進耗盡時，它笨重的殼體就立即被扔掉，接著第二級開始工作，此時由於甩掉了一部分已經無用的結構重量，從而使整個火箭輕裝前進，再接著第二級的殼體被拋掉，第三級點火……這樣一級接一級，好似接力賽一樣，越跑越輕，越跑越快。直到最後一級火箭工作結束時，使裝在末級火箭前端的衛星進入地球軌道。地球對周圍的物體有引力的作用，因而拋出的物體要落回地面。但是，拋出的初速度越大，物體就會飛得越遠。牛頓在思考萬有引力定律時就曾構想過，從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉，成為一顆繞地球運動的人造地球衛星，簡稱人造衛星。人造衛星是發射數量最多，用途最廣，發展最快的太空飛行器。1957年10月4日蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星。這個衛星里的主要儀器設備是化學能電池無線電發報機。之後，美國、法國、日本也相繼發射了人造衛星。中國於1970年4月24日發射了東方紅1號人造衛星，截止1992年底中國共成功發射33顆不同類型的人造衛星。
人造地球衛星
人造地球衛星人造衛星一般由專用系統和保障系統組成。專用系統是指與衛星所執行的任務直接有關的系統，也稱為有效載荷。套用衛星的專用系統按衛星的各種用途包括：通信轉發器，遙感器，導航設備等。科學衛星的專用系統則是各種空間物理探測、天文探測等儀器。技術試驗衛星的專用系統則是各種新原理、新技術、新方案、新儀器設備和新材料的試驗設備。保障系統是指保障衛星和專用系統在空間正常工作的系統，也稱為服務系統。主要有結構系統、電源系統、熱控制系統、姿態控制和軌道控制系統、無線電測控系統等。對於返回衛星，則還有返回著陸系統。
人造衛星的運動軌道取決於衛星的任務要求，區分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、太陽同步軌道，大橢圓軌道和極軌道。人造衛星繞地球飛行的速度快，低軌道和中高軌道衛星一天可繞地球飛行幾圈到十幾圈，不受領土、領空和地理條件限制，視野廣闊。能迅速與地面進行信息交換、包括地面信息的轉發，也可獲取地球的大量遙感信息，一張地球資源衛星圖片所遙感的面積可達幾萬平方千米。
在衛星軌道高度達到35800千米，並沿地球赤道上空與地球自轉同一方向飛行時，衛星繞地球旋轉周期與地球自轉周期完全相同，相對位置保持不變。此衛星在地球上看來是靜止地掛在高空，稱為地球靜止軌道衛星，簡稱靜止衛星，這種衛星可實現衛星與地面站之間的不間斷的信息交換，並大大簡化地面站的設備。絕大多數通過衛星的電視轉播和轉發通信是由靜止通信衛星實現的。
分類
（1）科學衛星
科學衛星是用於科學探測和研究的衛星，主要包括空間物理探測衛星和天文衛星，用來研究高層大氣、地球輻射帶、地球磁層、宇宙線、太陽輻射等，並可以觀察其他星體。
（2）技術試驗衛星
人造地球衛星
人造地球衛星技術試驗衛星是進行新技術試驗或為套用衛星進行試驗的衛星。航天技術中有很多新原理、新材料、新儀器，其能否使用，必須在天上進行試；一種新衛星的性能如何，也只有把它發射到天上去實際“鍛鍊”，試驗成功後才能套用；人上天之前必須先進行動物試驗……這些都是技術試驗衛星的使命。
（3）套用衛星
套用衛星是直接為人類服務的衛星，它的種類最多，數量最大，其中包括：通信衛星、氣象衛星、偵察衛星、導航衛星、測地衛星、地球資源衛星、截擊衛星等。
功能分類
觀測站
衛星處在軌道上，對地球來說，它站得高，看得遠（視場大），用它來觀察地球是非常有利的。此外，由於衛星在地球大氣層以外不受大氣的各種干擾和影響，所以用它來進行天文觀測也比地面天文觀測站更加有利。屬於這種功能的衛星有下列幾種典型的用途。
朱宣鹹作品《並肩前進》
朱宣鹹作品《並肩前進》偵察衛星
在各類套用衛星中偵察衛星發射得最早（1959年發射），發射的數量也最多。偵察衛星有照相偵察和電子偵察衛星兩種。
照相偵察衛星是用光學設備對地面目標進行拍照的衛星。20?0年代以來，前蘇聯和美國每年發射的軍用衛星中，約有1/3的衛星用於各種形式的照相偵察，它們在近地軌道上進行普查和詳查。
電子偵察衛星利用星載電子設備截獲空間傳播的電磁波，並轉發到地面，通過分析和破譯，獲得敵方的情報。電子偵察的目的是確定他方的飛機、雷達等系統的位置和特徵參數，竊聽他方的無線電和微波通信。電子偵察衛星以無線電探測和記錄設備完成這些使命。
總之，無論對軍事戰略偵察，還是對軍事戰術偵察，偵察衛星所提供的情報信息，起著不可忽視的作用，曾為美國和前蘇聯政策的制定和軍事行動提供了依據。據報導，美國和前蘇聯將近70%的軍事情報來源於偵察衛星。
氣象衛星
氣象衛星利用所攜帶的各種氣象遙感器，接收和測量來自地球、海洋和大氣的可見光輻射、紅外線輻射和微波輻射信息，再將它們轉換成電信號傳送給地面接收站。氣象人員根據收集的信息，經過處理，得出全球大氣溫度、濕度、風等氣象要素資料。幾小時就可得到全球氣象資料，從而做出長期天氣預報，確定颱風中心位置和變化，預報颱風和其它暴。氣象衛星對於保證航海和航空的安全，保證農業、漁業和畜牧業生產，都有很大作用。
氣象衛星已由單純的氣象試驗，發展到多學科和多領域的綜合套用；由低軌道系統，發展到高軌道系統，形成了全球氣象衛星觀測網。氣象衛星在軍事活動中的套用也日益加強，有的國家已建立了全球性的軍事氣象資料的收集系統，向軍事單位提供實時的或非實時的氣象資料。
地球資源衛星
資源衛星是在偵察衛星和氣象衛星的基礎上發展而來的。利用星上裝載的多光譜遙感器獲取地面目標輻射和反射的多種波段的電磁波，然後把它傳送到地面，再經過處理，變成關於地球資源的有用資料。它們包括地面的和地下的，陸地的和海洋的等等。
地球資源衛星可廣泛用於：地下礦藏、海洋資源和地下水源調查；土地資源調查，土地利用，區域規劃；調查農業、林業、畜牧業和水利資源合理規劃管理；預報農作物長勢和收成；研究自然植物的生成和地貌；考查和監視各種自然災害如病蟲害、森林火災、洪水等；環境污染、海洋污染；測量水源，雪源；鐵路，公路選線，港口建設，海岸利用和管理，城市規劃。地球資源衛星具有重大的經濟價值和潛在的軍事用途。
海洋衛星
海洋是生命的搖籃和風雨的故鄉，海洋與人類的密切關係正逐漸被認識。海洋控制著自然界中水的循環和大氣運動，主導調節大陸的氣候，提供廉價的運輸條件和高質量的水產食物。海洋中蘊藏著巨大的能源和礦物資源。
對海洋、海岸線的調查、研究、利用和開發，雖然可以利用氣象衛星、地球資源衛星獲得一些資料和數據，但不解決根本問題，例如資源衛星遙感器波段主要在可見光和近紅外波段，而海洋遙感器波段主要在紅外和微波波段。中國既是一個大陸國家（9 600 000km2土地），又是一個海洋國家（海岸線18 000km，擁有4 700 000km2海域，多於4 000 000km2的經濟開發區），發展海洋衛星是國民經濟和軍事部門之必需。
人造地球衛星
人造地球衛星海洋衛星的任務是海洋環境預報，包括遠洋船舶的最佳航線選擇，海洋漁群分析，近海與沿岸海洋資源調查，沿岸與近海海洋環境監測和監視，災害性海況預報和預警，海洋環境保護和執法管理，海洋科學研究，以及海洋浮標、台站、船舶數據傳輸，海上軍事活動等。當然，作為觀測站的衛星遠不止以上幾種，預警衛星、核爆炸探測衛星、天文預測衛星（如美國的“哈勃”太空望遠鏡）等均屬於這一類。雖然它們的功能各有側重，但基本觀測原理都是相似的。
中繼站
中繼站是一種在軌道上對信息進行放大和轉發的衛星。具體分為兩類：一類用於傳輸地面上相隔很遠的地點之間的電話、電報、電視和數據；另一類用於傳輸衛星與地面之間的電視和數據。這種衛星有下列幾種：
利用衛星進行通信和平常的地面通信相比較，具有下列優點：通信容量大；覆蓋面積廣；通信距離遠； 可靠性高；靈活性好；成本低。通信衛星一般採用地球靜止軌道，相當於靜止在天空上。若有3顆地球靜止軌道衛星，彼此相隔120度，就可實現除地球兩極部分地區外的全球通信。
通信衛星已用於國際、國內和軍事通信業務，同時開展了區域性通信和衛星對衛星的通信。衛星通信技術已賦有很濃的軍事色彩，它在戰略通信和戰術通信中占有絕對的優勢。各國已有的國際、國內衛星通信系統都承擔著軍事通信任務。
通信衛星已進入相當成熟的實際套用階段，特別是隨著地球靜止軌道衛星通信技術的發展，它的套用日益廣泛。它可用於傳輸電話、電報、電視、報紙、圖文傳真、語音廣播、時標、數據、視頻會議等。
廣播衛星
廣播衛星是一種主要用於電視廣播的通信衛星。這種廣播衛星不需要經過任何中轉就可向地面轉播或發射電視廣播節目，供公眾團體或者個人直接接收，因此又稱為直播衛星。普通的家庭電視機配一架直徑不大的天線和機頂盒就可以直接接收直播衛星的電視廣播節目。
跟蹤和數據中繼衛星是通信衛星技術的一個重大發展。它是利用衛星來跟蹤與測量另一顆衛星的位置，其基本思想是把地球上的測控站搬到地球同步軌道上，形成星地測控系統網。這樣，可大大增加對近地軌道衛星，如氣象衛星、偵察衛星、資源衛星、海洋衛星、通信衛星等的跟蹤測軌弧段，提高測軌精度，減少地面站的設定數量。換句話說，跟蹤和數據中繼衛星就是利用地球同步軌道衛星實現地面測控中心對低軌道衛星的跟蹤和數據中繼。
發展跟蹤和數據中繼衛星將改變航天活動對地面測控的過分依賴性，同時也可以克服在國外無法設定地面站的困難，所以受到了世界各航天大國的普遍重視。中國也在積極地發展這種衛星技術。
除上述各中繼站衛星系統外，各國還研製和發射了其他類型的專用通信衛星和無線電業餘愛好者衛星，如海事衛星，衛星商業系統、搜尋和營救系統……
基準站
這種衛星是軌道上的測量基準點，所以要求對它測軌非常準確。屬於這種功能的衛星有：
導航衛星
這種衛星發出一對頻率非常穩定的無線電波，海上船隻、水下的潛艇和陸地上的運動體等都可以通過接收衛星發射的電波信號來確定自己的位置。利用導航衛星進行導航是航天史上的一次重大技術突破，衛星可以覆蓋全球進行全天候導航，而且導航精度高。
衛星導航定位有三種類型： 雙頻都卜勒測速定位系統，如美國的“子午儀”導航衛星系統。該類衛星為兩維導航定位系統，只能用於水中艦船，定位精度為30~50m。“子午儀”衛星研製始於1958年，1964年開始投入使用，起初是為水下核潛艇定位服務的，已停止使用；導航衛星全球定位系統（GPS）。採用偽隨機碼測距，系統能進行全天候、全天時、實時三維導航定位，定位精度10 以下，用於艦船、飛機和陸上活動目標等。該系統需要18~24顆衛星組網。俄羅斯亦有類似於美國的兩代導航衛星系統；區域性導航定位系統。3顆星（靜止軌道）提供三維位置。若發射兩顆星則只能提供二維位置，如果用戶能夠提供自身的高
程，則可以算出三維位置。該系統特點是同時能為百萬用戶服務，互不干擾，保密性好。
測地衛星
衛星測地的原理與衛星導航的原理相似。由於地面上的測量站是固定的，所以測量精度比對艦船導航定位的精度高。衛星測地達到的精度比常規大地測量的精度高几十倍以上。
測地衛星可完成大地測量、地形測定、地圖測繪、地球形狀測量，以及重力和地磁場測定。
人造地球衛星
人造地球衛星衛星測地在軍事、科學研究和民用方面受到重視，許多國家研製和發射了測地衛星系統。利用衛星進行測地，為測繪工作提供了現代化手段，工作周期短，測量精度高，大大節省了人力、物力和財力。特別是要建立精確的全球性地理坐標系或三維地圖，利用衛星測地是惟一可行的測量手段。隨著科技水平的不斷提高，測地衛星的套用也日益廣泛，如人們利用測地衛星測量地殼移動從而監視和預報地震等。
測地衛星有主動和被動之分，可採用三角測量、雷射測距、都卜勒系統等多種手段達到測地目的。
軌道武器
這是一種積極進攻的太空飛行器，具有空間防禦和空間攻擊的職能。它主要包括：
攔截衛星
早在20世紀50年代末期，美國和前蘇聯就開始研究攔截衛星。俄羅斯已經掌握了1000km以下攔截衛星的技術，美國也在90年代成功地進行了在軌反衛星試驗。
軌道轟炸系統
軌道轟炸系統是一種空間對地的進攻型武器。其任務是將武器部署在地球軌道上，當它繞地球運行到指定位置時，用反推減速火箭使其減慢速度，降低軌道，按地面指令射向目標。
運行軌道
人造衛星的運行軌道（除近地軌道外）通常有三種：地球同步軌道，太陽同步軌道，極軌軌道。①地球同步軌道是運行周期與地球自轉周期相同的順行軌道。但其中有一種十分特殊的軌道，叫地球靜止軌道。這種軌道的傾角為零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看來，在這條軌道上運行的衛星是靜止不動的。一般通信衛星，廣播衛星，氣象衛星選用這種軌道比較有利。地球同步軌道有無數條，而地球靜止軌道只有一條。
人造地球衛星
人造地球衛星②太陽同步軌道是軌道平面繞地球自轉軸旋轉的，方向與地球公轉方向相同，旋轉角速度等於地球公轉的平均角速度（360度/年）的軌道，它距地球的高度不超過6000千米。在這條軌道上運行的衛星以相同的方向經過同一緯度的當地時間是相同的。氣象衛星、地球資源衛星一般採用這種軌道。
③極地軌道是傾角為90度的軌道，在這條軌道上運行的衛星每圈都要經過地球兩極上空，可以俯視整個地球表面。氣象衛星、地球資源衛星、偵察衛星常採用此軌道。
順行軌道
順行軌道的特點是軌道傾角即軌道平面與地球赤道平面的夾角小於90度。在這種軌道上運行的衛星，絕大多數離地面較近，高度僅為數百公里，故又將其稱為近地軌道。中國地處北半球，要把衛星送入這種軌道，運載火箭要朝東南方向發射，這樣能夠利用地球自西向東自轉的部分速度，從而可以節約火箭的能量。地球自轉速度可以通過赤道自轉速度、發射方位角和發射點地理緯度計算出來。不難想像，在赤道上朝著正東方向發射衛星，可利用的速度最大，緯度越高能用的速度越小。
中國用長征一號、風暴一號兩種運載火箭發射的8顆科學技術試驗衛星，用長征二號、二號丙、二號丁3種運載火箭發射的17顆返回式遙感衛星以及用長征二號F運載火箭發射的神舟號試驗飛船，都是用順行軌道。它們都是從酒泉發射中心起飛被送入近地軌道運行的。通過長征三號甲運載火箭發射的1顆北斗導航試驗衛星也是採用順行軌道。
逆行軌道
逆行軌道的特徵是軌道傾角大於90度。欲把衛星送入這種軌道運行，運載火箭需要朝西南方向發射。不僅無法利用地球自轉的部分速度，而且還要付出額外能量克服地球自轉。因此，除了太陽同步軌道外，一般都不利用這類軌道。
人造地球衛星
人造地球衛星由於地球表面不是理想的球形，其重力分布也不均勻，使衛星軌道平面在慣性空間中不斷變動。具體地說，地球赤道部分有些鼓漲，對衛星產生了額外的吸引力，給軌道平面附加了1個力矩，使軌道平面慢慢進動，進動方向與軌道傾角有關。當軌道傾角大於90度時，力矩是逆時針方向，軌道平面由西向東進動。適當調整衛星的軌道高度、傾角和形狀，可使衛星軌道平面的進動角速度每天東進0.9856度，恰好等於地球繞太陽公轉的日平均角速度，這就是套用價值極大的圓形太陽同步軌道。在太陽同步軌道上運行的衛星，可在相同的時間和光照條件下觀察衛星雲層和地面目標。氣象、資源、偵察等套用衛星大多採用這類軌道。中國用長征四號火箭發射的2顆風雲一號氣象衛星和2顆測量大氣密度的地球衛星，用長征四號2火箭發射的1顆風雲一號氣象衛星、1顆中國和巴西合制的資源一號衛星、1顆中國資源二號衛星、1顆實踐五號科學試驗衛星，都採用這種軌道。它們都是從太原發射中心升空的。長四乙火箭在發射資源一號衛星時，還用1箭雙星的方式把1顆巴西小型科學套用衛星送入太陽同步軌道。
赤道軌道
赤道軌道的特點是軌道傾角為0度，衛星在赤道上空運行。這種軌道有無數條，但其中的一條地球靜止軌道具有特殊的重要地位。由於衛星飛行速度隨距地面的高度而變化，軌道越高，速度越小，環繞周期越長，故由計算可知，當其在赤道上空35786公里高的圓形軌道上由西向東運行1周的時間，恰好是23小時56分4秒，正與地球自轉一周的時間相同，這條軌道就被稱為地球靜止軌道。因為衛星環繞周期等於地球自轉周期，兩者方向又一致，故相互之間保持相對靜止。
從地面上看，衛星猶如固定在赤道上空某一點。在靜止軌道上均勻分布3顆通信衛星即可進行全球通信的科學構想早已變為現實。世界上主要的通信衛星都分布在這條軌道上。有的氣象衛星、預警衛星也被送入靜止軌道。中國用長征三號火箭先後發射了1顆試驗衛星、5顆東方紅二號系列通信衛星、2顆風雲二號氣象衛星、用長征三號甲火箭發射了1顆實踐四號探測衛星、2兩顆東方紅三號通信衛星、1顆中星22號通信衛星，這些衛星中有10顆進入靜止軌道預定位置。發射這類衛星，星上要攜帶遠地點發動機，運載火箭把衛星送入大橢圓同步轉移軌道後，地面再發出指令，讓星上遠地點發動機點火，將衛星移入靜止軌道。
極地軌道
就衛星軌道類型來說，還有一種軌道傾角為90度的極地軌道。它是因軌道平面通過地球南北兩極而得名。在這種軌道上運行的衛星可以飛經地球上任何地區上空。中國雖未研製運行於此類軌道的衛星，但發射過此類軌道的衛星。長征二號丙改進型火箭以1箭雙星的方式6次從太原起飛，把12顆美國銥星送入太空，就屬於這種發射方式。
太陽同步軌道
由於地球扁率（地球不是圓球形，而是在赤道部分隆起），衛星軌道平面繞地球自轉軸旋轉。如果衛星軌道平面繞地球自轉軸的旋轉方向和角速度與地球繞太陽公轉的方向和平均角速度相同，則這種衛星軌道叫太陽同步軌道。氣象衛星、資源衛星等對地觀測衛星都採用這種軌道，其優點是不僅可以使衛星能俯瞰包括地球兩極地區在內的整個地球表面，而且在衛星每次經過特定地區時，其光照條件基本不變，從而有利於獲取高質量地面目標的圖像。
人造地球衛星有的運行在圓軌道,有的運行在橢圓軌道：它們還有高低之分：距地面200～2000km的軌道叫低軌道，距地面2000～20000km的軌道叫中軌道，距地面20000km以上的軌道叫高軌道，為了完成預定任務，不同的衛星在軌道形狀、高低等方面有明顯差異。
例如，採用圓形軌道有同地球表面保持等距離的優點，所以用於觀察地球、通信廣播、導航定位和大地測量的衛星常採用這種軌道；但也有一些衛星採用橢圓軌道，例如，俄羅斯的“閃電”通信衛星運行在大橢圓軌道，這是因為俄羅斯國土緯度較高，如果使用地球靜止軌道衛星不能覆蓋高緯度地區，而“閃電”通信衛星軌道的遠地點高度為40000km，近地點在470km，傾角63°，即遠地點在北半球上空。這樣衛星可緩慢經過俄羅斯境內，與地面控制站失去聯繫的時間很短。不過，為了保證提供俄羅斯境內不間斷通信，需要多顆“閃電”衛星協作。另外，如果是為了科學研究(研究地球不同高度上磁場的強度，大氣壓力、溫度、密度，宇宙空間輻射的強度分布)，使探測範圍更大些，可以選擇扁的軌道。我國1971年3月3日發射的實踐－1科學衛星，其軌道的近地點是266km，遠地點是l826km。
用途分類
軌道種類
地球靜止軌道（GEO: Geostationary Orbit）
高軌道衛星，距離地表約36000公里高空，並且於赤道上繞行地球，又稱同步軌道衛星
極軌道（Polar Orbit）太陽同步準回歸軌道（Synchronous near Recurrent Orbit）
人造地球衛星
人造地球衛星軌道高度
高軌道衛星（又稱同步軌道衛星）：地球靜止軌道（Geo: Geostationary Orbit）
高軌道衛星距離地表約36000公里高空，並且於赤道上繞行地球，又稱同步軌道衛星或地球靜止軌道衛星
中軌道衛星：中地球軌道（MEO: Medium-Earth Orbit）
低軌道衛星（又稱繞極衛星）：低地球軌道（LEO: Low-Earth Orbit）
衛星重量
大型衛星（大於3000kg）>3噸
中型衛星（小於3000kg）<3噸
小型衛星（小於1000kg）<1噸
迷你型衛星（150kg）
微衛星（50kg）
衛星功能
商業通訊衛星
科學衛星
軍事衛星
衛星分類
按用途分類：
可分為廣播衛星、通訊衛星、氣象衛星、地球觀測衛星、導航衛星、天文學衛星、偵查衛星、空間衛星、免拖曳衛星、科學技術衛星、預警衛星、反衛星衛星等。
廣播衛星：專為衛星電視設計及製造的人造衛星。
通訊衛星：通訊衛星是目前與大家生活關係最密切的人造衛星。舉凡電視的轉播、個人的行動電話、與高速網路等和通訊有關的服務，都和通訊衛星脫離不了關係。
氣象衛星：古時候的人們對於多變的氣候，最多只能憑著經驗加以揣測。而氣象衛星的出現，使得人們得以掌握數日內的氣候變化。氣象衛星從遙遠的太空中觀測地球，不但能觀測大區域天氣的變化，針對小區域的天氣變化做觀察也一樣是他的例行任務。一般我們在看新聞的天氣預報時，主播背後的那幅衛星雲圖就是氣象衛星的觀測結果。而颱風的預報更是大家耳熟能詳的。氣象衛星除了對地球天氣與氣候的觀察外，他還能對所謂的太空天氣做監測工作。如太陽表面的風暴便屬此類。此類的事件經常會造成地球上許多電器物件損毀。氣象衛星還有其他功能。它能為諸如洪澇、森林大火等天然災害提供監測情報，同時也能對諸如漁場資源、或土地資源提供一定的情報。如此可使各種天然資源開發與天災救助達到事半功倍的效果。
地球觀測衛星：這些衛星允許科學家聚集有價值的關於地球的生態系統的數據。
導航衛星：導航衛星一開始都是為了軍事用途而設計的，而後由於民間的需求殷切，所以軍方才將此技術解密釋出。其中最著名、套用也最廣的，便是原屬於美國軍方使用的全球衛星定位系統，其簡稱為GPS。全球衛星系統的使用，使得人類的交通更加安全、也更加有效率。尤其是對航行於茫茫大海中的船或廣闊無際天空中的飛機，有了全球衛星定位系統，他們將不至於迷失方向，並且能將航道控制在最有效率的路線上。因此除了增加安全性外、更能進一步降低航運成本。同時不僅是海運與空運，其他如鐵路運輸均能藉此提高運輸效率。由於電子科技的發達，全球定位系統的接收儀器越做越小。已有一些先進的車廠將此套設備安裝在個人車輛上。其功用不但能當地圖使用，更能藉由地面的服務站為車主導引至最近的路線、甚至是避開塞車的麻煩。直到今日，全球衛星定位系統大多與其他種類的衛星相輔相成，使得前述的各種衛星有更精確的定位能力，有大大的提高了資料的可用性。
按高度分類：
人造地球衛星對人類的生產生活各方面都起著無可替代的作用。人造地球衛星種類繁多，用途不一，軌道高度也各不相同,按其軌道高度的不同可將衛星分為：①低軌衛星——軌道高度低於5km；②中高軌衛星——軌道高度在5～20km；③高軌衛星——軌道高度在20km以上。NASA對現有的人造地球衛星在空間分布的照片，地球像一個蜂窩，被衛星環繞著，除了地球同步軌道衛星外其餘大部分衛星離地球表面都很近。而地球同步軌道衛星距離地球的高度約為36000 km,約為5.7個地球半徑。
飛行方式
非返回式衛星（或稱傳輸式衛星）
著名的人造衛星(按發射時間排列)
蘇聯史潑尼克一號（1957年10月4日）
美國同步通信衛星1號(1963年)、2號(1963年)和3號(1964年)
中國東方紅一號(1970年)
加拿大兄弟1號(1972年)
Hermes 通信衛星(1976年)
Keo 衛星- 一個太空時間囊 (2006年)
衛星服務
衛星電話
衛星網際網路
衛星電視
工程系統
通用系統有結構，溫度控制，姿態控制，能源，跟蹤，遙測，遙控，通信，軌道控制，天線等等系統，返回式衛星還有回收系統，此外還有根據任務需要而設的各種專用系統。人造衛星能夠成功執行預定任務，單憑衛星本身是不行的，而需要完整的衛星工程系統，一般由以下系統組成：
人造地球衛星
人造地球衛星1、發射場系統
2．運載火箭系統
3．衛星系統
4．測控系統
5．衛星套用系統
6．回收區系統（限於返回式衛星）
組成部分
衛星系統中，各種設備按其功能上的不同，分為有效載荷及衛星平台兩大部分。衛星平台又分為多個子系統：有效載荷（不同類型衛星均不同，共同的有：）
1．對地相機
2．恆星相機
3．搭載的有效載荷
衛星平台（為有效載荷的操作提供環境及技術條件，包括：）
1．服務系統
2．熱控分系統
3．姿態和軌道控制分系統
4．程式控制分系統
5．遙測分系統
6．遙控分系統
7．跟蹤和測試分系統
8．供配電分系統
9．返回分系統（限於返回式衛星）
重力問題
從地球參考繫上看，地球衛星在一般情況下所受重力大小方向不斷變化且並不指向地心，衛星並非做勻速圓周運動.當衛星靠近地面運行時，其所受慣性離心力和科里奧利力較地球引力小得多，重力近似等於地球引力，衛星的運動近似勻速圓周運動。衛星離地面越遠，重力與地球引力差別越大，二者不可等同。只有赤道軌道衛星才繞地做勻速圓周運動(但繞行速度與在地心—恆星繫上看到的不同)，向心力由大小一定(但不等於地球引力)方向總指向地心的重力提供。而同步衛星所受重力為零，相對於地球靜止於空中不動，則是一種更特殊的情況。
世界之最
前蘇聯第一顆人造地球衛星的發射成功，揭開了人類向太空進軍的序幕，大大激發了世界各國研製和發射衛星的熱情。前蘇聯發射的第一顆人造地球衛星的主要任務並非科學考察，而是進行政治宣傳。第一顆衛星上天是歷史上最引人注目的科學事件。
前蘇聯發射的第一顆人造地球衛星的多級火箭先到達900多公里的高度，然後以每小時約28800公里的速度與地球平行飛行，最後衛星脫離停止燃燒的最後一級火箭，在距地球約880公里的上空建立自己的運行軌道。人造衛星每96.2分鐘繞地球一圈。由於地球的自轉，人造衛星能飛越各大洲以及所有有人居住區。美國於1958年1月31日成功地發射了第一顆“探險者”-1號人造衛星。該星重8.22公斤，錐頂圓柱形，高203.2厘米，直徑15.2厘米，沿近地點360.4公里、遠地點2531公里的橢圓軌道繞地球運行，軌道傾角33.34”，運行周期114.8分鐘。發射“探險者”-1號的運載火箭是“丘辟特”℃四級運載火箭。
人造衛星1號內部
人造衛星1號內部法國於1965年11月26日成功地發射了第一顆“試驗衛星”-1（A-l）號人造衛星。該星重約42公斤，運行周期108.61分鐘，沿近地點526.24公里、遠地點1808.85公里的橢圓軌道運行，軌道傾角34。24”。發射A1衛星的運載火箭為“鑽石，tA號三級火箭，其全長18.7米，直徑1.4米，起飛重量約18噸。
日本於1970年2月11日成功地發射了第一顆人造衛星“大隅”號。該星重約9.4公斤，軌道傾角31.07”，近地點339公里，遠地點5138公里，運行周期144.2分鐘。發射“大隅”號衛星的運載火箭為“蘭達”-45四級固體火箭，火箭全長16.5米，直徑0.74米，起飛重量9.4噸。第一級由主發動機和兩個助推器組成，推力分別為37噸和26噸；第二級推力為11.8噸；第三、四級推力分別為6.5噸和1噸。
中國於1970年4月24日成功地發射了第一顆人造衛星。是日,東方紅1號衛星在長征1號運載火箭的攜帶下從酒泉衛星發射中心起飛升空,進入到預定的運行軌道。這一成就標誌著中國成為繼蘇聯、美國、法國和日本之後世界上第五個能自行研製發射人造衛星的國家。該星直徑約1米，重173公斤，沿近地點439公里、遠地點2384公里的橢圓軌道繞地球運行，軌道傾角68，5”，運行周期114分鐘。發射“東方紅”1號衛星的遠載火箭為“長征”1號三級運載火箭，火箭全長29，45米，直徑2.25米，起飛重量81.6噸，發射推力112噸。
人造地球衛星
人造地球衛星英國於1971年10月28日成功地發射了第一顆人造衛星“普羅斯帕羅”號，發射地點位於澳大利亞的武默拉(Woomera)火箭發射場，運載火箭為英國的黑箭運載火箭。近地點537公里，遠地點1593公里。該星重66公斤(145磅)，主要任務是試驗各種技術新發明，例如試驗一種新的遙測系統和太陽能電池組。它還攜帶微流星探測器，用以測量地球上層大氣中這種宇宙塵高速粒子的密度。
除上述國家外加拿大、義大利、澳大利亞、德國、荷蘭、西班牙、印度和印度尼西亞等也在準備自行發射或已經委託別國發射了人造衛星。
1957年10月4日，蘇聯發射了第一顆人造地球衛星。這一事件具有劃時代的意義，它宣告人類已經進入空間時代。第一顆人造地球衛星呈球形，直徑58厘米，重83.6公斤。它沿著橢圓軌道飛行，每96分鐘環繞地球一圈。人造地球衛星內帶著一台無線電發報機，不停地向地球發出“滴—滴—滴”的信號。一些人圍著收音機。側耳傾聽著初次來自太空的聲音。另一些人則仰望天空，試圖用肉眼在夜晚搜尋人造地球衛星明亮的軌跡。但是，當時認識很少有人了解人造地球衛星是載人宇宙飛船的前導，科學家正在加緊準備載人空間飛行。
一個月後，1957年11月3日，蘇聯又發射了第二顆人造地球衛星，它的重量一下增加了5倍多，達到508公斤。這顆衛星呈錐形，為了在衛星上節省出位置增設一個密封生物艙，不得不把許多測量儀器移到最末一節火箭上去。在圓柱形的艙內安然靜臥著一隻名叫“萊卡依”的小狗。小狗身上連線著測量脈搏、呼吸、血壓的醫學儀器，通過無線電隨時把這些數據報告給地面。為了使艙內空氣保持新鮮清潔，還安裝了空氣再生裝置和處理糞便的排泄裝置。艙內保持一定的溫度和濕度，使小狗感到舒適。另外還有一套自供食裝置，一天三次定時點亮信號燈，通知萊依卡用餐。使人遺憾的是，由於當時技術水平的限制，這顆衛星無法收回，試驗狗在衛星生物艙內生活了一個星期，完成全部實驗任務後，只好讓它服毒自殺，成為宇航飛行中的第一個犧牲者。
發射國家
截止20世紀末，全球只有少數國家進入航天俱樂部——具有獨立衛星發射能力。這些國家和地區包括(截止2007年2月)：獨立國協國家/前蘇聯、美國、法國、日本、中國、英國、印度和以色列。伊拉克和朝鮮的發射並未被承認。巴西在1997、1999和2003年進行了3次發射嘗試，但均未成功。直到今天仍有少數國家依舊嘗試進入航天俱樂部。早期義大利和哈薩克斯坦都具備火箭和衛星研發技術條件，並且都有火箭發射場(聖馬科意海上平台和拜科努爾發射場，主要為美國和俄國擔負發射任務)。烏克蘭具備火箭製造能力但卻不具備發射場等條件。多國合作的歐洲空間局ESA，以及私有的海上發射公司等公司也被認為是航天俱樂部的成員。
1957年10月4日，世界上第一個人造地球衛星已經製成由蘇聯發射成功。運送衛星的火箭使衛星獲得了每秒八千公尺左右的必要的軌道速度。據計算，這個衛星在離地面900公里的高空運行；它每轉一整周的時間是1小時35分鐘，它的運行軌道和赤道平面之間所形成的傾斜角是65度。
人造衛星是一個球形體，直徑58公分，重83.6公斤。內裝兩部不斷放射無線電信號的無線電發報機。其頻率分別為20.005和40.002兆赫（波長分別為15和7.5公尺左右）。信號採用電報訊號的形式，每個信號持續時間約0.3秒。間歇時間與此相同。
早在19世紀末，俄國傑出的科學家齊奧爾科夫斯基就已經在他的著作中第一次科學地論證了藉助火箭實現宇宙飛行的可能性。
