我們介紹人造地球衛星的一般用途和簡單原理,以幫助大家進一步認識我國第一顆人造地球衛星發射成功,在政治、軍事、經濟和科學技術上的重大意義。在通訊上的應用通常,人們使用無線電波來進行遠距離通訊。我們通過無線電廣播、電報、電話、電視等把戰無不勝的毛澤東思想傳播到全國各地,傳播到全世界。
無線電波是怎樣傳播的呢?大家都知道,當我們往一窪水塘裡扔下一塊石頭時,水面馬上形成一圈圈的連漪,而且以石塊下落點為中心向周圍擴展開去。當水波在前進時遇到池壁或其它障礙,水波就被反射回來,以相反的方向維續前進。無線電電波發射的時候,也象這個樣子,使無線電波傳至遠方。不過水波能被我們肉眼所看見,而無線電波是看不見的。無線電電波有各種不同波段,其中短波是依靠大氣層中的一個天然屏壁反射的。這個屏壁叫做電離層,它大約在高50公裡至1000公裡的大氣層中。依靠這個電離層,無線電短波就能傳遞得很遠。我們利用短波廣播,全世界革命人民可以聽到北京廣播,聽到毛主席的聲音。但是,電離層的折射能力會受到很多影響,例如太陽的活動,氣候、季節的變化等等。有時甚至會使短波通訊中斷。
如果用人造衛星作為一個通訊的中繼站(轉送站),無線電波通過衛星中繼站放大後,再向地球發射。這樣,無線電通訊就幾乎不受電離層變化的影響了。所以,我們可以通過人造衛星來轉播廣播、傳送電話、電報。電視的電波與普通無線電波有些不同,它是一種超短波。電視的電波一直向前進,能夠穿透電離層,它不像一一般的n無線電短波那樣,碰到電離層後可以反射回來,傳得更遠,所以,電視節目播送的範圍,一般只有一百公裡左右。如果我們發射一種特殊的能轉播電視的人造衛星,供轉播電視用的人造地球衛星,它的軌道是特殊設計的。有一種通訊衛星在幾萬公裡的高空,它的軌道平面對於地球赤道平面的交角是零度或者接近於零度,圍繞地球運轉一周的時間,大約24小時(嚴格地說應該是23小時56分)。因為它繞地球轉一周的時間與地球自轉一周的時間是一樣的,所以,人造衛星看起來就好像在天空某一個位置固定不動。這種通訊衛星叫做「同步衛星」。
使全世界各地都可以同時看到一個地方發出的電視,單發射一顆同步衛星還是不夠的。如我國地處東半球,單東半球上空有同步衛星,西半球還是看不到。如果發射幾個同步衛星(列如三個),它們均勻地分布在地球上空,這樣,就可以互相轉播,保證全世界各地都能看到北京發出的電視。
可是,這種電視訊號比較微弱,用一般的天線是收不到的,必須使用一種大型的拋物面天線。當然,不可能也不需要每個電視機都裝上這樣一個龐大的天線,只要各地的電視轉播臺有這種天線進行接收並轉播衛星上傳播來的電視就行了。此外,一般的人造地球衛星,也可以利用來傳送科學的資料。在人造地球衛星上,可以裝上各種科學儀器,進行科學實驗。而它所記錄下來的資料,可以在預定的時間和地點,傳送回地面站。