本期我們將深入剖析衛(wèi)星如何依其任務(wù)需求，在特定軌道上運(yùn)行，並發(fā)揮多樣化的功能，從通訊、導(dǎo)航到科學(xué)探索，展現(xiàn)人類航太科技的卓越成就。

衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道，是地球引力與衛(wèi)星動態(tài)平衡的結(jié)果。根據(jù)任務(wù)需求，衛(wèi)星被部署於不同特性的軌道。地球引力是衛(wèi)星得以環(huán)繞地球運(yùn)行的根本力量。根據(jù)萬有引力定律，任何有質(zhì)量的物體之間都會相互吸引，而地球的質(zhì)量遠(yuǎn)大於人造衛(wèi)星，因此引力主要表現(xiàn)為地球?qū)⑿l(wèi)星持續(xù)拉向自身中心的作用。這種引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動所必需的向心力，如果沒有它，衛(wèi)星將無法維持繞地運(yùn)行的軌道。

然而，若只有引力，衛(wèi)星最終只會被拉回地面。衛(wèi)星之所以能持續(xù)運(yùn)行而不墜落，關(guān)鍵在於它擁有極高的切線速度所帶來的慣性。當(dāng)運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道時，會賦予它一個與地球表面大致平行的巨大水平速度。根據(jù)牛頓第一運(yùn)動定律，物體具有保持其運(yùn)動狀態(tài)（即沿直線勻速運(yùn)動）的慣性，衛(wèi)星因此會「試圖」沿這條切線方向飛離地球。

按高度劃分，衛(wèi)星軌道宛如一座巨型太空建築的不同樓層。低地球軌道（LEO）（距地約180至2,000公里）如同「近地商圈」，熱鬧非凡，常用於遙感探測與龐大的通訊星座；中地球軌道（MEO）（距地約2,000至35,786公里）則是「導(dǎo)航專區(qū)」，我們熟悉的GPS、北斗系統(tǒng)在此運(yùn)行；而高地球軌道（HEO） 之上，尤為重要的是距地35,786公里的地球靜止軌道（GEO），它如同懸於赤道上空的「固定包廂」，讓通訊衛(wèi)星能24小時凝望同一片地區(qū)。

若按特性劃分，地球同步軌道（GSO）讓衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)「步調(diào)一致」；極軌道的衛(wèi)星則像勤奮的巡邏兵，往返南北極，實現(xiàn)全球掃描；太陽同步軌道更為巧妙，其軌道平面與太陽保持固定角度，確保衛(wèi)星每次飛越特定地區(qū)時，陽光角度幾乎相同，為光學(xué)遙感提供了絕佳的照明條件。

人造衛(wèi)星是數(shù)量最多、應(yīng)用最廣泛的航天器，如繁星點綴夜空，按使命大致可分為三類：

應(yīng)用衛(wèi)星是最貼近生活的服務(wù)者。通信廣播衛(wèi)星如同太空中的「信使」，構(gòu)建起全球無線電中繼網(wǎng)絡(luò)，中國的中星、天通等系列已邁入手機(jī)直連衛(wèi)星的新時代。

導(dǎo)航定位衛(wèi)星則是我們出行時的「太空指南針」，中國的北斗系統(tǒng)憑藉獨創(chuàng)的中高軌混合星座設(shè)計，核心元件100%國產(chǎn)化，性能位居世界前沿。對地觀測衛(wèi)星則像高懸的「天眼」，中國的風(fēng)雲(yún)、高分等系列衛(wèi)星，已織就一張對地球環(huán)境的立體觀測網(wǎng)。

科學(xué)衛(wèi)星是人類求知慾的延伸。我國的「羲和號」太陽探測衛(wèi)星，如同一位專注的「太陽畫師」，實現(xiàn)了國際首次Hα波段光譜成像探測，揭開太陽更多奧秘。技術(shù)試驗衛(wèi)星則是航天技術(shù)的「探路先鋒」，澳門「科學(xué)一號」衛(wèi)星成功監(jiān)測南大西洋地磁異常，讓澳門一躍成為相關(guān)研究的重要基地。

從精妙絕倫的軌道設(shè)計到豐富多元的任務(wù)應(yīng)用，衛(wèi)星已悄然成為現(xiàn)代社會的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它們不僅重塑了我們的溝通、出行與認(rèn)知世界的方式，更成為推動科技進(jìn)步與國家發(fā)展的強(qiáng)勁引擎。中國航天事業(yè)從無到有，建立起功能完善、自主可控的衛(wèi)星體系，展現(xiàn)出令人矚目的創(chuàng)新力量。未來，這片軌道上的星辰大海，將繼續(xù)拓展人類的認(rèn)知邊界，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體照亮前路。

●梁偉傑

愛國教育支援中心專業(yè)發(fā)展總監(jiān)，兩次行政長官卓越教學(xué)獎得主。

愛國教育支援中心由香港教聯(lián)會主辦，旨在加強(qiáng)支援教育界推動國家安全及國民教育。中心特別成立航天科普教育基地，設(shè)有多個不同學(xué)習(xí)區(qū)，全面展示國家航天科技所取得的突破和成就，增強(qiáng)香港青少年對國家航天科技的認(rèn)識。