第1章 人造卫星是一种航天器

在讨论北斗卫星导航系统（简称北斗系统）之前，先来说说北斗系统中的人造卫星。当然了，北斗系统中的卫星肯定是人造卫星，毕竟地球只有一颗天然卫星——月球！地球，作为太阳系的八大行星之一，拥有一颗天然卫星，算不算多呢？这要看跟谁比。八大行星被分为两组：巨大的气态行星和体形较小的固态行星。

离太阳较远的四颗行星，即木星、土星、天王星和海王星属于气态行星（天王星和海王星又被称为冰态巨行星），质量大，天然卫星多。这四颗行星拥有的已知大型天然卫星有十几颗到一百多颗不等。

离太阳较近的四颗行星，即水星、金星、火星和地球属于体形较小的固态行星，天然卫星少。其中，水星和金星，没有天然卫星；地球，有一颗质量很大的天然卫星，即月球；火星，有两颗质量较小的天然卫星，即火卫一和火卫二。所以，虽然地球的天然卫星与四颗气态行星相比要少得多，但在固态行星里，还是很特殊的。

除此以外，人类的航天活动让地球在太阳系中显得更为特殊：航天活动为地球增加了众多人造卫星。若将人造卫星和天然卫星一起统计，那地球在水星、金星、火星这三“兄弟”面前，可以称得上“富有”了。

人造卫星是环绕地球飞行，并在空间轨道运行一圈以上的航天器，主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、通信、导航等多个领域。那“航天器”和“航空器”有什么区别，与之对应的“航天”和“航空”有什么区别呢？

有人说：航天，是飞行器在地球大气层外的飞行活动；航空，是飞行器在地球大气层内的飞行活动。虽然这种说法有一定道理，但并不准确，至少存在两个问题：

第一，“大气层外”是什么意思？地球大气层的边界在哪里？没人能说得清：距离地球表面300千米？显然不是，在300千米之上还有空气；500千米？1000千米？好像都不对。其实即便到了距离地球表面10000千米甚至更远的地方，还能检测到空气分子。距离地球表面越远，大气层中的空气越稀薄，但没有明确的边界。飞行高度为300～500千米的人造卫星很常见，虽然它们都属于航天器，但显然这些航天器是在大气层内飞行的！

第二，就算是飞行高度超出地球大气层的航天器，如月球探测器，只要是从地球表面发射升空的，至少有一段飞行轨迹位于大气层内。所以，是否在大气层内飞行，并不是判断一个飞行器是否属于航天器的依据。

为了讲清楚“航空”和“航天”的区别，请你开始“放飞自我”，把自己想象成一只无比勇敢、无比强壮的大鸟：勇敢——不怕冷，不怕热，不怕高；强壮——可以一直扇动巨大的翅膀。现在就出发。

飞到超出地球表面5千米的高空，钻进云里，将雷电踩在脚下（这里的“超出地球表面5千米”，近似于“海拔5千米”）。

飞到9千米的高空，你已比地球上所有的山都高。

飞到12千米的高空，你已超越地球上飞得最高的鸟。

飞到40千米的高空，你已位于一般飞机无法飞到的高度。

飞到100千米的高空，你会发现即便使劲扇动翅膀也不能继续上升，连滑翔都变得难以实现。这是因为，距离地球表面100千米的大气层，空气稀薄，无法让飞行器依靠空气动力保持高度。

为了区分“航天”和“航空”，人们在1960年第53届巴塞罗那国际航空联合大会上商定：距离地球表面100千米以上的空间属于航天空间；距离地球表面100千米以下的空间属于航空空间。

在一个飞行器的全部飞行过程中，只要有一次能进入高于地球表面100千米的航天空间，即可被称为航天器。由于人造卫星的轨道高度均位于100千米以上，因此人造卫星都属于航天器。类似地，火箭、飞船及飞得更远的探测器，也属于航天器。热气球、飞艇、飞机、直升机等飞行器，飞行高度低于100千米，属于航空器。