人造地球卫星出现之后，20世纪60年代前苏联和美国发射了大量的科学实验卫星、技术实验卫星和各类应用卫星。70年代军、民用卫星全面进入应用阶段，并向侦察、通信、导航、预警、气象、测地、海洋和地球资源等专门化方向发展。同时各类卫星亦向多用途、长寿命、高可靠性和低成本方向发展。除美、苏外，中国、欧洲航天局、日本、印度、加拿大、巴西、印尼、巴基斯坦等国都拥有自己研制的卫星。
航天活动之所以取得了如此迅速的发展，除了美、苏搞空间军备竞赛发射了大量的军事应用卫星外，主要是人类一开始就非常重视航天技术的应用。航天活动大大扩大了人类知识宝库和物质资源、给人类日常生活带来了重大的影响和巨大的经济效益。航天活动大大推动了现代科学技术和现代工农业的向前发展。
人造卫星基本知识
卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。
“人造卫星”就是我们人类“人工制造”的卫星。科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。
地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。1957年10月4日前苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了“东方红1”号人造卫星，截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。
人造卫星
人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器、遥感器、导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度很快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔，能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。
航天科技的发展与应用在卫星轨道高度达到35786千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。
人造卫星种类
人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。
（1）科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射等，并可以观测其他星体。
（2）技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中有很多新原理、新材料、新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。
（3）应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、截击卫星等等。
运行轨道
人造卫星的运行轨道（除近地轨道外）通常有3种：地球同步轨道、太阳同步轨道、极轨轨道。
人造卫星运行轨道
（1）地球同步轨道：是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。一般通信卫星、广播卫星、气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。
（2）太阳同步轨道：是轨道平面绕地球自转轴旋转的，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。
（3）极地轨道：是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。
人造卫星工程系统
通用系统有结构、温度控制、姿态控制、能源、跟踪、遥测、遥控、通信、轨道控制、天线等等系统，返回式卫星还有回收系统，此外还有根据任务需要而设的各种专用系统。人造卫星能够成功执行预定任务，单凭卫星本身是不行的，而需要完整的卫星工程系统，一般由以下系统组成：
（1）发射场系统
（2）运载火箭系统
（3）卫星系统
（4）测控系统
（5）卫星应用系统
（6）回收区系统（限于返回式卫星）
卫星系统的组成部分
卫星系统中，各种设备按其功能上的不同，分为有效载荷及卫星平台两大部分。卫星平台又分为多个子系统：
有效载荷（不同类型卫星均不同，以下是其中共同的设备）：
（1）对地相机，
（2）恒星相机，
（3）搭载的有效载荷。
卫星平台（为有效载荷的操作提供环境及技术条件）包括：
（1）服务系统，
（2）热控分系统，
（3）姿态和轨道控制分系统，
（4）程序控制分系统，
（5）遥测分系统，
（6）遥控分系统，
（7）跟踪和测试分系统，
（8）供配电分系统，
（9）返回分系统（限于返回式卫星）。
人造卫星之最
信号最强的通讯卫星：
休斯太空通讯HS702卫星能够发射15千瓦的信号，是世界上信号最强的商业通讯卫星。它之所以有这样大的输出功率，靠的是两个高效太阳能电池。
仍绕轨道运行的最老的人造卫星：
1958年3月17日，美国的“先锋1”号被发射到绕地轨轨道上。它是目前仍在绕轨道运行的世界上最老的人造卫星。
由航天飞机发射的最重的卫星：
由美国航天飞机载送并放置的最重的卫星是康普顿·伽玛射线观测卫星，它重达1727吨。该卫星是一架天文卫星，已在轨道上运转了8年，它的任务是研究高能量的射线。设定人造卫星轨道
人类希望揭开天空的奥秘，拜访当空的明月，探索闪闪烁烁的星斗。古往今来，这种想法绵延不断。我国民间传说的嫦娥奔月和七仙女下凡，正是古代人渴望天地间往来而编织成的美丽故事。但是，直至现代科学的建立，特别是天体力学、数学和计算技术的发展，人类飞向太空的愿望才有了实现的可能。20世纪初，前苏联著名科学家齐奥尔科夫斯基大胆提出了到月亮、星球旅行的科学设想，而且提出具体实现办法。他指出，用液体燃料作推进剂的多级火箭可能实现这种宇宙航行，并推导了著名的齐奥尔科夫斯基公式，对太空飞行做了科学的、精确的计算，为现代宇宙航行奠定了一定的理论基础。
发射人造地球卫星是星际旅行的第一步。那么怎样才能使一个物体像月亮一样成为地球的卫星呢？现代科学证明，必须满足两个条件：一是该物体应具有一定的速度；二是要有一个向心力。对于环绕地球运行的卫星来说，向心力就是时刻都存在的卫星重量，即地球对它的引力。靠这种向心力的作用，地球力图将卫星吸回地面。关键是卫星必须获得一定大小的速度，这个速度称作第一宇宙速度。其含义是这样的：在不考虑空气阻力的情况下，在地面将物体以79千米/秒的速度沿水平方向抛出去，它就会沿着以地心为圆心的圆形轨道运转起来。
卫星在地球引力作用下环绕地球运行的规律，符合行星在太阳引力作用下绕太阳公转的开普勒三定律和牛顿的万有引力定律。归纳起来有三点：
第一，当卫星速度大于环绕速度时，其运行轨道是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，卫星速度越大，椭圆轨道也就拉得越长、越扁；当卫星速度恰好等于环绕速度时，其运行轨道才是一个圆，地球位于这个圆的圆心；当卫星速度小于第一宇宙速度时，卫星在地球引力作用下将坠落地面。
第二，卫星在椭圆轨道上运行的速度是变化的，在离地球最远的一点即远地点时速度最小；反之，在离地球最近的近地点上速度达到最大。这就是说，地球对卫星的引力，随卫星的高度增加而减小，环绕速度也相应变小。例如，离地36000千米高度处的环绕速度，不再是79千米/秒，而只有3千米/秒。卫星离地越高，环绕速度越小，可是发射卫星所需能量并不减少，反而增加。
第三，卫星绕椭圆轨道一周的时间与短轴无关而与半长轴的3／2次方成正比。因为人造地球卫星的质量远远小于地球质量，这个数学关系是严格成立的。但是，椭圆轨道的半长轴应是卫星离地最远距离再加上地球的平均半径即6371千米。
如果人造地球卫星的速度不断加大，会出现什么情况？这时的椭圆轨道也就越来越长、越扁，当速度增大到某一个限度时，卫星终于摆脱地球的引力飞离地球而去，像地球一样绕太阳运行，成了人造行星。这个使卫星脱离地球而去的速度，称作第二宇宙速度，其大小是112千米/秒。如果卫星要离开太阳系，就必须克服太阳的引力。太阳的质量远比地球大，需要的脱离速度就更大。为此，除了借助地球绕太阳约30千米/秒的速度外，还要再加一个约167千米/秒的速度，这个速度叫做第三宇宙速度。
发射人造地球卫星，除了上面所介绍的理论外，还要考虑其他因素。地球被一层厚厚的空气包围着，其厚度大约有1000千米；不过离地越远，空气越稀薄，真正浓密的大气层只有几十千米。大家知道，空气会对运动物体产生阻力，物体运动速度越大，阻力也越大。人造卫星脱离火箭以后，在地球的引力场内作椭圆绕地运动，由于大气阻力，它的速度会变小，其结果是飞行高度逐渐下降；如果高度降低到进入了地球浓密大气层，和空气产生的摩擦非常剧烈，会产生几千度高温将卫星烧毁。为避免卫星过早烧毁并使它能在空间长时间运行，就必须把卫星送到离地一定的高度。人造卫星的轨道高度，根据工作需要通常在数百千米到数万千米之间。
要把人造卫星送上那么高的高度并达到环绕速度，不是一件易事。运载卫星的火箭速度是最关键的问题。所以发展威力强大的多级运载火箭，是发射人造地球卫星和其他人造天体的首要条件。
卫星运载工具的研制
火箭不像一般的飞机发动机那样需要大气中的氧气来燃烧，而是自己带有燃料和氧化剂，能在真空条件下工作。因此，要把一个物体送入空间轨道，只有借助火箭。到目前为止，人造卫星和其他人造天体都是借助多级火箭作运载工具送上空间的。多级火箭能在飞行过程中不断地把工作完毕的火箭壳体抛掉，以提高飞行速度。当多级运载火箭的末级火箭之速度达到或超过第一宇宙速度，也即地球环绕速度时，人造卫星便与火箭分离并进入地球轨道。
“伽利略”首颗卫星升空然而，运载火箭的发展经历了相当长的时间，多级火箭的设想，在20世纪初就提了出来。
