天文衛星是用來觀測宇宙天體和其他空間物質的人造地球衛星。天文衛星在離開地面幾百千米或更高的軌道上運行，因為沒有大氣層的阻擋，衛星上所載的儀器能接收到來自天體的從無線電波段到紅外波段、可見光波段、紫外波段直到x射線波段和γ射線波段的電磁波輻射，是人類安置在太空的“千里眼”。
基本介紹
- 中文名：天文衛星
- 外文名：astronomical satellite
- 用途：觀測宇宙天體
- 所屬領域：航天
- 型號舉例：紅外、紫外天文衛星
- 首次發射：1960年
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簡介
天文衛星（astronomical satellite）： 用於觀測宇宙天體和其他空間物質的人造地球衛星。天文衛星運行在幾百千米的圓形或近圓形軌道上，沒有地球大氣層的阻擋，衛星所載儀器能接收來自天體的從無線電波段到紅外波段、可見光波段 、紫外波段直到X射線波段和γ射線波段的電磁波輻射，提供一個完整的宇宙圖像。天文衛星按觀測目標的不同劃分為太陽觀測衛星和非太陽觀測衛星；按所載儀器主要觀測波段的不同劃分為紅外天文衛星、紫外天文衛星、X射線天文衛星和γ射線天文衛星。天文衛星的觀測推動了太陽物理、恆星和星系物理的迅速發展，促進空間天文學發展成為一門獨立的分支學科。
發射記錄
第一顆天文衛星是美國在1960年發射的太陽輻射監測衛星（solrad-1），它測到了太陽紫外線和X射線通量。美國在60～70年代發射了3個系列的軌道觀測台類型的天文衛星，即 ：軌道太陽觀測台（OSO），軌道天文台（OAO），高能天文台（HEAO）。此外還發射了觀測X射線、γ射線的天文衛星 。1983年發射了第一顆紅外天文衛星（IRAS）。美國和歐洲太空局聯合研製的哈勃空間望遠鏡，是一顆技術極為複雜的天文衛星，於1990年4月24日由發現號太空梭發射。哈勃望遠鏡上有5個科學儀器提供可見光、紅外和紫外波段的數據。
設備
天文衛星的軌道多數為圓形或近圓形，因為太陽系以外的天體離地球極遠，增加軌道高度並不能縮短距離和改善觀測能力，只會增加運載器的運載能力，但一般小低於400千米。天文衛星必須在廣闊的宇宙空間找到所觀測的特定天體，並把觀測儀器指向這個天體，這就要求其具有極為精確的定向能力和衛星姿態控制精度。天文衛星上裝有各種複雜的科學觀測儀器，如紅外線、紫外線、X射線和可見光學望遠鏡等。同時，天文衛星的觀測數據輸出量大，衛星控制複雜，往往需要使用衛星上的電子計算機來進行信息處理和操作控制。
壽命
天文衛星從設計完工到進入太空，再到功能喪失，就完成它的整個生命歷程。但同其他人造衛星一樣，其壽命取決於許多因素。第一大影響因素是衛星本身。衛星正常功能的發揮需要衛星各系統都能良好工作，一旦某個部件出現故障就會導致衛星失效。第二大影響因素是空間環境。人造衛星在運動過程中要受到各種外力作用。這種外力作用常常會導致人造衛星軌道形狀和大小都發生變化，對衛星的運動軌道在空間的位置和壽命的長短都起著非常重要的作用。
型號舉例
紅外天文衛星
1983年1月，美國、荷蘭和英國聯合研製的“紅外天文衛星”(簡稱IRAS)發射升空。它有一架口徑0.6米的望遠鏡，專門用於系統的遠紅外巡天。它發現了數以十萬計的新紅外源。在地面不能探及的12、25、60和100微米這4個遠紅外波段繪製了完整的天圖。IRAS工作了10個月，對天文學的幾乎所有分支都有重大影響：例如在火星和木星軌道之間發現3個繞太陽轉動的塵粒環，它們可能是小行星互撞或與彗星碰撞留下的碎片；發現宇宙中許多地方正在形成恆星的證據；發現大批在遠紅外波段的輻射超過光學波段的亮紅外星系和極亮紅外星系等。
紫外天文衛星
1946年10月，隨著美國發射的一枚高空火箭，人類首次獲得了太陽紫外光譜。自此之後，世界上有不少國家利用高空火箭，對來自天空的紫外線進行探索。50年代末，火箭記錄到天空背景的紫外光譜。70年代是紫外空間觀測進展最快的10年，從“軌道天文台”3號，“荷蘭天文衛星”到技術先進的“國際紫外探測器”接連上天，獲得了大量紫外信息。
那么，為什麼要發射這些紫外天文衛星呢?其原因有以下兩點：由於地球大氣層像過濾器一樣，差不多全部吸收掉來自宇宙的3000埃以下的致命的紫外輻射，除對於波長在2000埃～3000埃的紫外線，尚可用能達到50千米高的高空氣球進行觀測外，其他短波紫外必須利用人造衛星這是其一。其二是因為宇宙天體發出的大量信息都在紫外波段，天文學的很多理論工作必須得到紫外觀測的驗證。例如“荷蘭天文衛星”進行了紫外光譜都卜勒頻移的觀測分析，通過比較不同距離處類星體的頻譜，對在幾百年中宇宙膨脹速度有無變化進行驗證。除此之外，太陽紫外線對人造衛星的壽命以及對太空人的身體都有嚴重影響，只有了解它，才能掌握它，進而不受它的影響。
