衛星是指在圍繞一顆行星（如地球）軌道，并按閉合軌道做周期性運動(dòng)的天然天體。一般而言，人造衛星亦可稱(chēng)為衛星，是由人類(lèi)建造，通過(guò)太空飛行器（如火箭、航天飛機）發(fā)射到太空，像天然衛星一樣環(huán)繞行星運轉的裝置。地球同步衛星就是這么一種人造衛星，主要用來(lái)通訊、氣象、廣播電視、導彈預警、數據傳輸等方面。地球同步衛星是人類(lèi)歷史上一個(gè)重大的發(fā)明，讓我們了解它的發(fā)明過(guò)程吧。
低空通信衛星的發(fā)射
1954年，科幻作家阿瑟·克拉克提出通過(guò)人造衛星傳遞通訊傳播的構想，但是，當時(shí)他的想法被很多科學(xué)家認為是不切實(shí)際的幻想。然而，1957年蘇聯(lián)發(fā)射了人類(lèi)第一顆人造地球衛星，克拉克的想法被實(shí)現了，人們開(kāi)始展望未來(lái)的太空通信技術(shù)。
蘇聯(lián)發(fā)射的人造衛星
蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛星后，美國開(kāi)始著(zhù)手研制自己的人造地球衛星，但是起初的研制并不是很成功。1960年，貝爾實(shí)驗室與美國航空航天局聯(lián)合研制出“低空通信衛星”，并將其發(fā)射上天。該衛星屬于被動(dòng)式通信衛星，是一顆直接達30米的尼龍氣球，通過(guò)其表面鍍的一層鋁箔，來(lái)實(shí)現把聲音和數據從一個(gè)地區反射到另一個(gè)地區。由于面臨遠距離傳輸信號變弱的問(wèn)題，該衛星沒(méi)有得到實(shí)際的應用。
1962年，貝爾實(shí)驗室將被動(dòng)式改為主動(dòng)式，設計出結構更為復雜、信號可放大和傳輸的通信衛星Telstar1。盡管Telstar1與被動(dòng)式通信衛星相比有所改進(jìn)，但仍有一些無(wú)法克服的問(wèn)題而沒(méi)有達到商業(yè)化應用的程度，如結構復雜、使用時(shí)間短和價(jià)格昂貴等。盡管低空通信衛星沒(méi)有得到實(shí)際的商業(yè)化應用，但是，在一定程度上，還是推動(dòng)了地球同步衛星的研制進(jìn)程。
地球同步衛星的發(fā)明
由于通信衛星Telstar1的復雜和昂貴限制了它的應用，美國科學(xué)家開(kāi)始思考設計一種簡(jiǎn)單實(shí)用和廉價(jià)的通訊衛星。哈羅德.羅森被任命通訊衛星的研發(fā)的組長(cháng)，他的研究團隊設想使衛星保持與地球自轉速度相同，并與地面位置相對固定。就這樣地球同步衛星的藍圖規劃了出來(lái)。
地球同步衛星
地球同步衛星設計的方向確定后，羅森的研究團隊首先設計了具有足夠帶寬，可以用來(lái)傳輸電視信號或開(kāi)辟?lài)H電話(huà)線(xiàn)路的小型通信衛星。為了保持地球同步衛星與地球轉動(dòng)同步，他們設計衛星始終朝向地面天線(xiàn)，同時(shí)保持11067公里的時(shí)速。然后研制出與通信衛星相匹配的拋物面天線(xiàn)和將衛星準確發(fā)射入軌的一套遙控技術(shù)方案。當時(shí)，火箭推進(jìn)力有限，在保證地球同步衛星穩定和克服太陽(yáng)、地球和月亮的引力的情況下，他們適當將它的體積縮小。
1961年，羅森研發(fā)團隊修建了地面接收站和在實(shí)驗室成功轉播了電視信號。同年，他們帶著(zhù)地球同步衛星模型參加巴黎國際航空展，將現場(chǎng)的圖像信號經(jīng)微波傳送到參展的衛星上，再通過(guò)接收器解調信號，把電視信號重現在熒幕上。同年8月，美國航空航天局與他們所在的休斯公司簽署了建造地球同步衛星的合同。
地球上空的人造衛星
1963年，在羅森團隊的努力下，經(jīng)過(guò)兩年的辛苦工作，美國成功發(fā)射第一顆人造同步衛星。1964年，首次通過(guò)人造地球同步衛星實(shí)況轉播了東京奧運會(huì )，成為有史以來(lái)第一次通過(guò)電視屏幕，全球電視觀(guān)眾同時(shí)觀(guān)看異國他鄉發(fā)生的事情。從此，讓全球的電視觀(guān)眾可以在家中收看到世界各地的新聞報道和風(fēng)土人情等。
羅森帶領(lǐng)科研團隊，發(fā)揮他們的智慧，成功研制成功地球同步衛星并使其商業(yè)化應用開(kāi)來(lái)，使得人類(lèi)夠通過(guò)地球同步衛星把聲音、圖像、文字以及數據發(fā)送到世界的每一個(gè)角落。
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