图源:谷歌图片“风云四号气象卫星”
那么有人不禁要问了,为什么不早采用三轴稳定方式控制卫星朝向呢?
因为三轴稳定方式没那么简单。
自旋稳定方式在卫星做绕地运动时很容易能做到自身姿态稳定,重点在于卫星本身对自己的主轴轴对称;而三轴稳定方式若想要使探测器一直朝着地球,卫星的姿态如何稳定是个很大的问题。
其次,自旋稳定卫星受到太阳辐射是均匀的,而三轴稳定卫星由于一个面一直朝着地球,卫星两面受到太阳辐射量差距会使得卫星发生形变,材料的研制和使用、卫星仪器的排布都是需要细致考量的。
而静止卫星离地球较远,观测精度难免会受到限制,我们希望获得更高精度的观测数据就需要极轨卫星。极轨卫星(也叫太阳同步卫星)的轨道较静止卫星来说更低,约为840km,绕地球的南北两极运行。
它的观测方式可以想象成做CT的时候扫描,仪器/卫星扫过哪儿,就能获得哪个地方的数据;因而卫星的轨道和观测数据的经纬度是可以直接匹配的,所以常能听到“一轨数据”的说法。举个例子,CloudSat卫星在2007年07月22日一天内在地球上扫出来是这样的:
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可以看到它的覆盖范围还是比较小的。当然也有卫星在行进的过程中,会将探测仪器加上垂直于轨道方向的摆动,以此探测到一个面的数据。比如左图是GPM卫星的测量的地表降水,在红线处画剖面就能得到红线处的降水率剖面(右图):
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