自1957年人类历史上第一颗人造卫星成功发射起，人类大踏步迈进了空间时代，经过60余年的发展，人造卫星已经与我们的生活息息相关，卫星所提供的服务正逐渐遍及我们生活的各个方面。卫星可以为每个人的出行提供天气预报，为驾车提供导航服务，也可以支持偏远无网络信号覆盖地区的通信。 

那么

什么是卫星？

从事卫星相关工作需要什么专业知识呢？

今天

来自上海卫星工程研究所的设计师

就带大家深入了解卫星

详扒卫星所需要的各类专业

为对造卫星感兴趣、想投身航天事业

但不知如何选择大学专业的同学们答疑解惑~

 

人造卫星 太空天眼俯瞰全球

卫星，就是围绕一颗行星按轨道做周期性运行的天体。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如月亮围绕地球转动，那么月亮就是地球的一颗卫星。

人造卫星，顾名思义就是“人工制造的卫星”，人类用火箭把它发射到预定的轨道，使它围绕着地球或其他行星运转，以便进行科学探测、远距离通信或科学研究。

太空的高度非常高，所以卫星不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。唐朝诗人王之涣有两句著名的诗：“欲穷千里目，更上一层楼”，即使人类站在最高的楼上，也只能看到几千米之外的地方，而卫星在太空中，只要转转头，就能从我们国家的最东边看到最西边。所以，卫星就像人类放在太空中的天眼，可以俯瞰全球的每一个地方。

 

卫星分类 “通导遥”各显神通

卫星分类标准有很多种，比如说根据卫星的功能可以分为应用卫星、科学卫星和技术试验卫星三大类；根据运行轨道的不同可以分为高、中、低轨卫星等；从应用卫星的角度可以大致将其归为三类：遥感卫星、通信卫星以及导航卫星。

遥感卫星能够通过探测物体发射或反射的电磁波，揭示其中蕴含的信息，遥感卫星大家庭里成员众多，其中以下几类较为典型，在天气预报、灾害预警等领域展现非凡身手的“风云”系列气象卫星；在国土普查、城市规划和农作物估产等领域发挥巨大作用的“遥感”系列卫星；为守住祖国的绿水青山做出突出贡献的“环境”系列卫星。

通信卫星的作用是用来充当无线电通信的中继站，一颗在地球静止轨道上的通信卫星大约能覆盖地球表面面积的40%，其发挥的作用相当于在地面上建立了300多个微波中继站。只要在赤道上空相等间隔安置3颗卫星，就能基本实现除南北两级以外的全球通信。1984年，我国首颗通信卫星东方红二号顺利升空，迈出了中国通信卫星的第一步。如今，我国通信卫星技术快速发展，在促进国民经济发展、保障应急救灾等方面发挥着重要作用。

导航卫星会实时发送自身的位置及时间，通过接收4颗或以上导航卫星的数据，便可获得自己当前的位置和速度。目前，全球共有4大卫星导航系统，即中国的北斗卫星导航系统（BDS）、美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）和欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）。

 

卫星设计 多学科、多技术协同工作

不管是遥感卫星、通信卫星还是导航卫星，这些兢兢业业为我们服务的卫星都是由卫星平台和载荷两部分组成，卫星平台是为卫星在轨工作提供服务保障的部分，卫星平台的组成通常包括了结构、热控、姿轨控等八个分系统。载荷则是卫星在轨实现特定功能的仪器设备，根据卫星任务的不同可配置不同载荷。

 

同学们！

敲黑板划重点啦！

下面将为大家介绍

卫星各组成部分的具体功能

和从业人员所具备的专业知识

卫星平台的组成及专业需求

结构：结构分系统的功能是保持卫星构型，并且支撑卫星所携带的各类设备，同时机械结构还可以对抗太空的高能辐射、微小陨石撞击。结构分系统的设计需要工程力学、机械工程、机械设计制造及其自动化、材料科学与工程、飞行器制造工程等方面的知识。

热控：热控分系统可确保卫星上的每个分系统在不超出其安全工作温度范围内工作，保障卫星各个仪器设备工作在理想的温度中。热控分系统的设计需要能源动力、动力工程及工程热物理、材料科学与工程等专业支撑。

姿轨控：姿轨控分系统包含两个任务，卫星轨道控制及卫星姿态控制。卫星轨道控制可以控制卫星按预定轨道飞行；姿态控制可以保证卫星运行的姿态和稳定度，为卫星发挥作用提供合适的指向和稳定的环境。姿轨控分系统的设计一般需要航空航天、航空宇航科学与技术、控制科学与工程、天文学等方面专业。

推进：推进分系统可以为卫星提供推力，进而改变卫星的运行速度，帮助卫星执行轨道控制和姿态控制相关的机动操作。推进分系统的设计一般需要航空航天、航空宇航科学与技术等专业。

供配电：供配电分系统可以利用太阳电池阵收集太阳能将其转化为电能，并将电能利用电池存储起来，供卫星的其他部件和子系统使用。供配电分系统的设计需要电气工程、电子信息、自动化、电子科学与技术、电力技术等知识储备。

测控：测控分系统通过发送下行信号和接收上行信号，把卫星上的设备工作情况发到卫星测控站，再接收地面发来的指令，实现从起飞阶段开始，到卫星空间使用寿命结束的周期内监测和控制卫星。测控分系统的设计需要电子信息、信息与通信工程、通信等专业。

综合电子：综合电子分系统作为卫星的“大脑”，负责卫星所有信息的管理和控制。综合电子分系统的设计需要具备电子信息、计算机科学与技术、电子科学与技术、软件工程等专业知识。

数传：数传分系统收集载荷工作获取的数据，并打包、传输至地面站，供用户使用。数传分系统的设计所需专业为电子信息、电子科学与技术、信息与通信工程、通信等。

载荷的分类和专业需求

载荷分系统作为卫星的“眼睛”，是卫星在轨期间发挥作用的最重要部分，卫星根据任务的不同，可以配置遥感、通信、导航等各类载荷，以此实现卫星各类应用功能。

遥感卫星载荷：遥感卫星常见的载荷有光学相机、微波辐射计、雷达等，卫星根据任务不同可以配置一种或多种载荷来完成既定任务。遥感卫星载荷的设计所需专业为光学工程、电子科学与技术、遥感科学与技术、测绘科学与技术等。

通信卫星载荷：通信卫星的载荷为天线和转发器，每个通信卫星可携带多个转发器服务不同用户终端。通信卫星载荷的设计所需专业为通信、信息与通信工程、电子科学与技术、电子信息等。

导航卫星载荷：导航卫星的核心载荷为高精度星载原子钟，提供准确的时间基准，地面终端利用接收到不同卫星信号的时间差可以解算得到精确的位置。导航卫星载荷的设计所需专业为测绘地理信息、控制科学与工程、电子科学与技术、电子信息等。

 

卫星工程大系统

卫星工程作为一项复杂的系统工程，为了完成卫星的发射、应用，还需要很多其他大系统的配合：

卫星离开地球进入太空运行，需要专属的“交通工具”——运载火箭，以及专门的“车站”——发射场；

为了能获取卫星的运行状态并进行控制，地面需要专门的“牧星人”——测控系统；

为了接收卫星拍摄的数据并应用，需要在地面建立运控与应用系统。

这么多卫星工程大系统的配合，才能保障每一次航天任务的圆满成功。所以如果我们无法直接从事卫星设计相关工作，也可以选择卫星工程的各大系统加入到航天事业的大家庭中。