卫星的外形为何会多种多样?这里面可有大学问!

提起人造卫星,想必大家都不陌生。迄今为止,人类已经发射了数以千计的卫星。这些卫星的外形多种多样,有球形、球形多面体形、圆柱形、多面体形等等。为什么要把卫星设计成这些形状呢?这里面可有大学问!

卫星的外形为何会多种多样?这里面可有大学问!

世界第一颗人造卫星“斯普特尼克一号”

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中国第一颗人造卫星“东方红一号”

如果你认真研究过卫星的外形就会发现,它与其他航天技术一样,是在不断进化不断完善的。早期的人造卫星大部分会采用球形或球形多面体形,比如世界首枚人造卫星“斯普特尼克一号”就采用了球形,而中国第一颗人造卫星“东方红一号”则采用了球形多面体形。这主要是由于早期运载火箭的有效载荷及载荷舱尺寸都很有限。对于相同体积而言,球形或球形多面体形的表面积最小,可以有效减小尺、缩减重量,从而减少运载火箭的负担。

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表面布满太阳能电池片的“东方红二号”卫星

起初,人造卫星一般采用蓄电池供电,工作寿命比较短,往往只有几天至几周时间。为了能让卫星具有长时间的供电能力,人们开始为卫星加装太阳能电池。在姿控技术有限的前提下卫星必须借助自旋才能保持姿态稳定,为了尽可能多的接收到太阳能,最行之有效的办法就是增大人造卫星的表面积,并且将卫星表面全部附上太阳能电池片。于是,圆柱体或棱柱体的卫星就逐渐成为了主流。像中国的“东方红二号”通信卫星就是典型的圆柱形卫星,其表面贴有近2万片太阳能电池片,用来向卫星提供工作所需要的电能。

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现在的卫星相当一部分都采用立方形或长方形

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太阳能板展开后便可为卫星供电

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飞轮三轴稳定器

随着卫星功能的愈发强大,其所携带的设备也越来越多、越来越重。与之相对的,消耗的能量也成倍增加。在这种情况下,圆柱体或棱柱体的卫星已经难以满足人们的需求。现在的卫星大多都是立方形、长方形或多面体形,而供电则交给独立的太阳能帆板。至于卫星要配备多少个太阳能帆板才够用,那就需要另一篇文章来为大家介绍了。最后再向大家补充一点,现在卫星的姿控系统大都采用三轴稳定姿态控制技术,就是使航天器相互垂直的三个轴(本体轴)在空间相对于某个参考系具有预期方向的一种姿态控制技术,因此对卫星外形已经没有太苛刻的要求了。


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