年10月4日，正值东西方阵营冷战巅峰时刻，斯普特尼克1号（卫星1号，Sputnik）从苏联拜科努尔航天中心秘密升空。在短短10余分钟后，人类首枚航天运载火箭将这颗卫星送入太空，铺天盖地的新闻瞬间从苏联涌向全球，震惊世人。
斯普特尼克一号卫星（图源：公共版权）
地球从此进入了人造地球卫星时代：在此前的超过45亿年内，地球只有一颗天然卫星，月球。斯普特尼克1号，成为人类这种智慧生命送给地球母亲的另一颗卫星。它揭开了一个人类航天史的大幕，截至年，已经有超过1万个人造物体在环绕地球。
它带给世人的冲击是惊人的，尤其是西方阵营的领导者，美国。卫星进入太空后，距离地球最近仅为千米，只需要96分钟就能围绕地球一周，这也意味着它的轨迹之下，一定有美国本土或海外领地。从当天的纽约时报标题就可以看出这种冲击：《苏联首个卫星进入太空，以英里时速环绕地球，每天从美国上空经过4次！》。
轰轰烈烈的航天竞赛开始。对于卫星而言，它确实拥有一系列地球表面人造飞行器远远不具备的优势：
1.卫星一旦被送入轨道后，地球引力便会起到向心力效果，在没有干扰情况下卫星几乎可以无限时间围绕地球飞行。例如，中国在年发射的东方红1号卫星，至今仍在飞行。
2.绝大部分卫星在太空中可以方便从太阳获得能量，完全不受天气等因素影响，而太阳的能量是近乎无穷的。这意味着卫星的寿命基本只取决于元器件的寿命，美国著名的GOES-3卫星曾经在太空中连续工作了38年（-）！而大名鼎鼎的旅行者一号和二号，则依靠核电池在太空已经工作了43年、且仍在工作，它们在飞出太阳系的路上！
年发射后，旅行者一号和二号一直工作至今（图源：NASA）
3.卫星运动速度极快，对于环绕地球的卫星而言，一般在3.6-7.7千米/秒之间，很快就能绕地球一圈。它的高度也一般在-千米之间，“站得高看得远”。它收集信息的速度远远超过任何一种传统方式。
4.卫星可以携带各种各样的有效载荷，起到完全不同的功能，扩展空间极大。
早期的卫星大都处在航天技术验证阶段，它们的基本功能也仅是广播和简单科学实验等。但很快它的各种潜力被开发出来，随着人类航天走过63年，卫星的家族也越来越广，分类方法更是多种多样。本文主要从应用方面进行区分，目前的卫星种类主要有以下这些。
一、通信卫星
顾名思义，通信卫星就是现代社会的传递信息的“烽火台”和“千里马”，它的本质工作是将信息高效准确在用户之间传递。而人类需要的信息种类可以用海量来形容，电视和直播数据、移动通信数据、广播数据、互联网数据，甚至月球和火星上着陆器/巡视器的科学研究数据，都需要通信卫星负责传递。因而，通信卫星是人类研究最早、研究最为深入、种类最为繁多的卫星类型。
按照不同需求，通信卫星使用的轨道面也囊括了几乎所有类型。最为人所知的是位于赤道上空千米的静止地球轨道，轨道周期与地球自转同步，从地面看来是永远固定的“烽火台”，适合大型通信卫星工作。且由于登高望远，一颗可覆盖约40%地球面积，仅需要三颗就能实现全球覆盖，著名的中星系列、天琏系列、鑫诺系列都是做此用途。
一颗典型的Viasat2通信卫星（图源：公共版权）
俄罗斯由于高纬度地区领土辽阔，无法通过静止地球轨道有效服务，发射了极具特色的闪电轨道通信卫星，让卫星长时间滞留北半球高纬度地区上空。近些年的低轨通信卫星网络也非常火热，SpaceX的星链计划部署余颗卫星提供全球互联网服务。而中国发射到月球的鹊桥号，和即将发射到火星的天问一号任务环绕器，本质上也起到信号中继的作用。
二、导航卫星
通信卫星是一种典型的用户-卫星-用户双向信息传递模式，导航卫星是通信卫星的衍生应用，不过目前全球的主流导航卫星都是卫星-用户单向信息传递方式。卫星仅需要向地面不断播报自身的精确位置和时间，用户接收到超过3颗卫星数据时，就可算出与卫星的精确距离，从而建立方程组解算出三维坐标和时间信息。由于用户全程不需要跟卫星互动交流，理论上讲用户数量是无限的，这就好比电台不需要在乎有多少用户在收听。导航卫星一般部署在距离地球00千米附近的高空，每隔约12小时绕地球一圈，24颗足以满足理想的定位服务要求。
导航卫星的应用价值极大，它可以实现全天候、全天时、全球覆盖的高精度导航定位授时服务，已经完全颠覆了人类个人出行和物流的方式，人类已经完全无法离开美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略、俄罗斯GLONASS等著名的系统，也培养出了巨大的商业应用市场，甚至远超通信卫星市场。
中国北斗卫星导航系统（图源：中国北斗办）
值得一提的是中国北斗卫星导航系统，经过26年的发展，已经于年6月完全建成。它是唯一包括中远地球轨道和同步地球轨道（倾斜+静止）的系统，其中同步地球轨道可以提供类似通信卫星的双向信息传递的短报文服务，独具特色。
三、气象卫星
地球上几乎所有的陆地生物都只能生活在大气层的底部，对流层，这里的天气云波诡谲，变幻莫测。对于对气象极其敏感的行业，例如农林牧渔，天气的预报精度是决定性的。而气象卫星有它独到的优势：飞得高，一览众山小。因而，气象卫星几乎是人类进入航天时代后第一时间开始研发的重要卫星类型，且经过这么多年的发展，已经完全融入了每个人的生活，甚至当你看天气预报时，根本没有意识到是它的功劳。
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