人造卫星是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。自从1957年10月4日，苏联在拜科努尔发射场发射了世界上第一颗人造地球卫星之后，人类就进入了利用航天器探索外层空间的新时代。此后，人造卫星逐步发展成为是发射数量最多、用途最广的航天器，其发射数量约占航天器发射总数的90％以上。
人造卫星的优点非常突出，它能同时处理大量的资料，并可及时将其传送到世界任何角落，使用三颗卫星即能涵盖全球各地。人造卫星的用途非常广泛，如今，不管是科学、通信和气象领域，还是军事和资源探测等领域，都需要卫星的辅助才能完成。
从某种意义上可以说，人造卫星就是人类在太空中的眼睛和耳朵。它不但引领人类进入了太空时代，还为人类亲自进入太空提供了必要的环境参数。
第一颗人造卫星开创了新时代
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。“人造地球卫星”简称“人造卫星”，就是我们人类“人工制造的卫星”。1957年10月4日，苏联发射了第一颗人造地球卫星。这一事件具有划时代的意义，它开创了一个新时代，宣告人类已经进入太空时代。
太空中的人造天体——人造卫星第一颗人造地球卫星的设计和制造，主要由苏联著名的火箭和宇航设计师科罗廖夫领导的试验设计局完成。卫星呈球形，由铝合金制成，直径58厘米，重83.6千克。它沿着椭圆轨道飞行，每96分钟环绕地球一圈。卫星载有两部无线电发报机，通过安置在卫星表面的4个天线，发报机不断地把最简单的信号发射到地面，发出“滴——滴——滴”的声音。世界各地许多无线电爱好者当时都接收到了这一来自外空的信号。一些人围着收音机，侧耳倾听着初次来自太空的声音；另一些人则仰望天空，试图用肉眼在夜晚搜索人造地球卫星明亮的轨迹。
1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星升空
这颗人造卫星安装在三级火箭的最顶端，随着一声巨响，火箭载着卫星射向上空，第一级火箭燃烧完了自动脱落，第二级火箭发动机推动其上升，燃烧完了自动脱落，火箭变得更轻了，飞行速度也更快了。随着速度的增加和空气阻力减小，它飞得越来越高。第三级火箭把卫星送到大气层以上，人造卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度（7.9千米/秒），进入环绕地球轨道独自在太空飞行。
第一颗人造地球卫星在近地轨道上运行了92个昼夜，绕地球飞行1400圈，总航程6000万千米，于1958年1月4日陨落。为了纪念人类进入宇宙空间的这一伟大创举，苏联在莫斯科的列宁山上建立了一座纪念碑，碑顶安放着这颗人造天体的复制品。
太空狗“莱卡”一个月后，1957年11月3日，苏联又发射了第二颗人造地球卫星，它的重量一下增加了5倍多，达到508千克。这颗卫星呈锥形，为了在卫星上节省出位置增设一个密封生物舱，不得不把许多测量仪器移到最末一节火箭上去。在圆柱形的舱内，安然静卧着一只名叫“莱卡”的小狗。小狗身上连接着测量脉搏、呼吸、血压的医学仪器，通过无线电随时把这些数据报告给地面。为了使舱内空气保持新鲜清洁，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。舱内保持一定的温度和湿度，使小狗感到舒适。另外还有一套自供食装置，一天3次定时点亮信号灯，通知莱依卡用餐。使人遗憾的是，由于当时技术水平的限制，这颗卫星无法收回，试验狗在卫星生物舱内生活了一个星期，完成全部实验任务后，只好让它服毒自杀，成为宇航飞行中的第一个牺牲者。
随着苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，人类利用人造天体研究和开发宇宙的时代开始了。在苏联成功发射人造卫星的刺激下，美国加紧了运载火箭的研制。1957年12月4日，美国人匆匆发射第一颗卫星，但点火后仅两秒钟就爆炸了，直至次年的2月1日，美国才调用前联邦德国火箭专家布劳恩研制的“丘比特C号”火箭将一颗重14千克的人造卫星“探索者1号”送入地球轨道。
此后，英国、加拿大、法国、澳大利亚、西德、日本、中国、印度也相继将各自的人造卫星送入了地球轨道。
世界主要国家第一颗人造地球卫星有关资料
国家发射时间重量（千克）形状尺寸（米）苏联1957.10.483.6球体直径0.58美国1958.2.18.3圆柱体高0.75，直径0.153英国1962.4.2660圆柱体高0.56，直径0.58加拿大1962.9.29144.7扁球高0.81，直径1.06法国1965.11.2641.7圆柱体中段高0.53，直径0.55澳大利亚1967.11.2971.2锥体高1.52，底径0.62西德1969.11.872圆柱体加锥顶长1.23，直径0.76日本1970.2.1138锥体高1.00，底径0.48中国1970.4.24173球形多面体直径1.00印度1975.4.19365圆柱体高1.19，直径1.59
知识点
宇宙速度
所谓宇宙速度就是从地球表面发射飞行器，飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度。第一宇宙速度大约为7.9千米/秒。物体在获得这一水平方向的速度以后，不需要再加动力就可以环绕地球运动。
地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星，需要的最小速度是第二宇宙速度。第二宇宙速度为11.2千米/秒，是第一宇宙速度的根号2倍。地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球。
地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度称为第三宇宙速度，它的大小为16.6千米/秒。地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球。当它到达距地心93万千米处，便被认为已经脱离地球引力，以后就在太阳引力作用下运动。这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线，最后会脱离太阳引力场飞出太阳系。
人造地球卫星的飞行轨道
人造卫星是发射数量最多的一种航天器，占全部航天器的90%左右，在科学、军事和国民经济各个方面都得到了极其广泛的应用。如果按用途划分，人造地球卫星一般可分为：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。
科学卫星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。科学卫星使用的仪器包括望远镜、光谱仪、电离计、压力测量仪和磁强计等。借助这些仪器可研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射和极光，观测太阳和其他天体。
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。这类卫星数量较少，但试验内容广泛，例如生物对空间环境适应性的试验、载人飞船生命保障系统和返回系统的验证试验、无线电新频段的传输试验、新遥感器的飞行试验和轨道上截击试验等等。
卫星导航定位应用卫星是直接为国民经济和军事服务的卫星，在所有人造地球卫星中其种类最多，发射数量也最多，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。
我们在了解了卫星的种类以后，再来思考一个问题，为什么这些人造地球卫星“不吃不喝”也能按预定的轨道飞行呢？
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。科学家用飞行速度极快的火箭把人造地球卫星发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，这样，即使人造地球卫星“不吃不喝”也可以按预定的轨道飞行了。
人造卫星的运行轨道除近地轨道外，通常有三种：地球同步轨道、太阳同步轨道、极轨轨道。
卫星分布图卫星轨道高度达到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。在静止轨道上卫星可以看到40%的地球表面，这对通信非常有利，可实现全球范围的信息传递和交换。一般通信卫星、广播卫星、气象卫星选用这种轨道。
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。一般气象卫星、地球资源卫星采用这种轨道。
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。一般气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。
人造卫星在几百千米以上的高度飞行，不受领土、领空、地理和气候条件限制，视野广阔。它能飞越地球任何地区，特别是人迹罕至的原始森林、沙漠、深山、海洋和南北两极，并对地下矿藏、海洋资源和地层断裂带等进行观测。用途各异的人造卫星给人们的生活带来了许多便利，使我们越来越离不开它们。
知识点
牛顿三大定律
牛顿三大定律，又称牛顿运动定律，是由英国著名科学家伊萨克·牛顿总结于17世纪并发表于《自然哲学的数学原理》的三大经典力学基本运动定律的总称。
牛顿第一定律又称惯性定律，其基本内容是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。
牛顿第二定律的主要内容有：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
牛顿第三定律的基本内容是：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。
为人类传播信息的通信卫星
自古以来，人们就对快速通信有迫切的愿望。20世纪无线电通信的实现，使人类的通信手段大为改观。无线电通信是靠电波传送信号的，其中超短波和微波具有传输信息容量大、信号稳定可靠等优点。但二者只能直线传播，人们只好每隔50千米为它们建造一个中继通信站，使它们像跑接力赛一样把电波传送到遥远的地方。设置许多中继站要耗费巨大的资金，特别是要在崇山峻岭和浩瀚的大洋上建立中继站，就更加困难了。
通信卫星1944年，一个名叫克拉克的英国人发表了一篇题为《地球外的中继》的论文。他提出了一个十分大胆的设想，即人类有可能通过发射人造地球卫星，为地面通信建立设在空间的“中继站”。这就相当于在天上挂起一个“驿站”，把信号发给天上的卫星，再由卫星接收后转发到地面的另一个地方。这就是卫星通信的最初原理。
“通信卫星”就是用于实现通信目的的一种人造地球卫星。通信卫星按轨道分为静止通信卫星和非静止通信卫星；按服务区域不同可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星；按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星，前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等，后者如军民合用的通信卫星，兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。
通信卫星像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在35786千米的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从很远的地方发出的信号。
中国“东方红2号”通信卫星通信卫星从1958年美国发射的“斯科尔”卫星开始，接着发射了“信使”、“电星”、“中继站”、“辛康号”等实验卫星。经过这一实验阶段，1965年4月6日，美国成功发射了世界上第一颗商用卫星“晨鸟号”。它是通信卫星从试验阶段转为实用阶段的标志，开创了民用国际卫星通信的先河。
1976年，加拿大最先利用卫星来转播电视，它利用美国通信卫星建立了全世界首家电视转播网。1984年，日本又首先发射了专用于卫星电视转播的广播卫星“BS—2a”。卫星转播使世界各地人瞬息之间足不出户地了解天下事成为现实，如通过电视屏幕同观一场竞技比赛，或同时出席一个国际会议等等。
