图解资料:太空卫星知多少?

自从1957年前苏联发射了人类历史上第一枚人造卫星,斯普特尼克号(Sputnik,又有翻译成“伴侣”号)之后, 世界各国迄今已经把6千多枚卫星送上太空。卫星对地球人的日常生活越来越重要,比如娱乐、保安、通信和导航等等。最关键的是,它们为人类提供了从太空俯瞰和研究地球的平台。那么,这些卫星都属于什么国家,现在在哪里,又都在干些什么呢?

1. 卫星大国

太空里的卫星属于谁

图像来源,BBC World Service

美国当之无愧是第一卫星大国。目前957枚处于运营工作状态的卫星中,有423枚属于美国。俄国位居第二。中国近年来在太空的地位也有显著增强。

从全球来看,至少115个国家至少拥有一枚卫星的部分股权。这张图表里的“所有国”指的是卫星的拥有者/运营者所在的国家。

全世界44个国家有不超过3个合作伙伴的卫星项目的共同所有权。这些合资开发的卫星项目在此称为合作卫星。美国、台湾、日本和法国是合作项目中的最大股东。

多国卫星指超过3个国际股东共同拥有的卫星。

2. 拥挤的太空 – 发射卫星的历史

1957年之后发射的卫星 (按国家分)

图像来源,BBC World Service

前苏联1957年向太空发射了人类历史上第一枚卫星。自那以后,约6千多枚卫星被送上太空,绕地球旋转。这张图表展示了1957年以来,美国、苏联/俄国、中国和其他国家先后发射卫星的时间表。卫星标记代表各国发射卫星的高峰年。

前苏联发射卫星的高峰时段在1970s-1980s年代,即它发展太空军事项目的鼎盛时期。当时它发射了大量寿命较短的节点、导航和通讯卫星。

美国的发射高峰时段在1998年。这是因为部署三个通讯卫星网络(Globalstar, Iridium, ORBCOM)导致商业性发射需求大增。这些网络中许多卫星是通过美国的载体发射的,有的是几枚卫星同时发射。

大致而言,卫星发射高峰可以解释为是由卫星用途的改变造成的。1970年代通讯卫星数量大增,1990年代导航卫星数量大增,而本世纪第一个十年民用和地球观测卫星数量有所增加。

如果这张图表显示的趋势持续下去,现有的卫星大国也许会继续造更大、更耐久的卫星,而类似大学或研究所之类的机构可能会生产更多体积更小、造价更便宜的卫星。

3. 浪费空间 – 不活跃的卫星

1957年之后发射的卫星 (按是否活跃分)

图像来源,BBC World Service

这张图表的第一栏显示了1957-2010年全世界发射的卫星总数。灰色区域显示这些年来先后发射进入太空而今天已经闲置的不活跃卫星数量;橙色区域显示现在仍然活跃的卫星数量。目前仍在轨道上运作的最老的卫星是Amsat-Oscar 7。这枚卫星1974年11月15日从美国加利福尼亚州的范登堡空军基地(Vandenberg Air Force Base)发射。这枚低地球轨道卫星用于业余电台广播信号传递。

灰色区域代表了5428枚卫星。许多废弃的卫星现在成了环绕地球运行的太空垃圾。美国宇航局(NASA)估计,现在在地球轨道上大约有19000颗直径超过10厘米的物件。

4.国家重点 – 卫星的用途

卫星的用途

图像来源,BBC World Service

这张图表显示了美国、俄国、中国和其它国家运营的卫星(不包括合作卫星和多国卫星)。图表显示卫星用途受到不同地区政治和经济因素的影响。

用户(商业、政府、军方和民用)指的是卫星的主要用户,但必须强调的是许多卫星具备多种用途。例如,任何一颗卫星都可用于军事和民用目的。商业卫星由公司或财团拥有,资金来源包括投资者和私人团体。它们的用途包括电讯和广播电视。军用卫星经常用于侦察、导航和通讯。政府卫星主要用于气象和科学考察;民用卫星的用户包括学术研究机构和业余广播。

大约三分之二的活跃卫星用于通讯目的。导航、军事侦察、地球观测、宇航物理和地球科学研究大致各占卫星总数的5%-7。

5. 80分钟绕地球一圈

卫星环绕地球所用时间

图像来源,BBC World Service

这张图表使我们对卫星绕地球运行的时间有一个大致的概念。低地球轨道(LEO)卫星绕地周转速度超过普通民航客机速度的30倍,它们的运行轨道距离地球大约在80公里 -1700公里之间。LEO卫星绕地球一周需要88分钟。目前活跃卫星中大约一半是LEO卫星,通常用于侦察、地球观测和摄像制图。

地球同步轨道(GEO)卫星的离地距离几乎都一样,都在距离地球35700公里的高空,绕地一周时间是24小时。所以,从地球上看,这些卫星几乎是静止不动的。GEO卫星的用途包括天气预报、通讯和广播。

6. 资料来源和提供帮助者

这套图表是根据Union of Concerned Scientists (UCS) 的卫星数据库的数据制作。UCS是国际科学界一个主要的非盈利机构,最早是1969年麻省理工学院(MIT)一些学生和教职员工自发的合作组织。

UCS的卫星数据库每个季度更新一次:

<link type="page"><caption> http://www/icsisa/prg/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/techinical_issues/ucs-satellite-database.html</caption><url href="http://www.espi.or.at" platform="highweb"/></link>

本文提及了下列机构:

美国宇航局(NASA)<link type="page"><caption> http://www.nasa.gov</caption><url href="http://www.nasa.gov" platform="highweb"/></link>

欧洲宇航局(ESA)<link type="page"><caption> http://www.esa.int/esaCP/index.html</caption><url href="http://www.esa.int/esaCP/index.html" platform="highweb"/></link>

欧洲宇航政策研究所(ESPI)<link type="page"><caption> http://espi.or.at</caption><url href="http://espi.or.at" platform="highweb"/></link>

下列人士为本文提供了资讯:

Laura Grego, UCS

<link type="page"><caption> http://www/icsisa/prg/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/techinical_issues/ucs-satellite-database.html</caption><url href="http://www/icsisa/prg/nuclear_weapons_and_global_security/space_weapons/techinical_issues/ucs-satellite-database.html" platform="highweb"/></link>

Jeff Faust, The Space Review

<link type="page"><caption> http://www.thespacereview.com</caption><url href="http://www.thespacereview.com" platform="highweb"/></link>

Jonathan McDowell, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

<link type="page"><caption> http://planet4589.org/space/jsr/jsr.html</caption><url href="http://planet4589.org/space/jsr/jsr.html" platform="highweb"/></link>

Spyros Pagkratis, 欧洲宇航政策研究所 (ESPI)

<link type="page"><caption> http://www.espi.or.at</caption><url href="http://www.espi.or.at" platform="highweb"/></link>