天文卫星

天文卫星（ Astronomical Satellite ），对宇宙天体和其他空间物质进行科学观测的人造地球卫星（图1）。天文卫星在离开地面几百千米或更高的轨道上运行，因为没有大气的阻挡，卫星上所载的仪器能接收到来自天体的从无线电波段到红外波段、可见光波段、紫外波段直到X射线波段和γ射线波段的电磁辐射。天文卫星的观测推动了太阳物理、恒星和星系物理的迅速发展，并且促进了一门新型的分支学科——空间天文学的形成。

图1　天文卫星

第一颗天文卫星是美国在1960年发射的“太阳辐射监测卫星”，它测到了太阳的紫外线和X射线通量。从1962年开始，美国又发射了专门观测太阳的“轨道太阳观测台”(OSO)卫星系列。1968年和1972年发射的“轨道天文台”(OAO)卫星是最早的专门用于紫外天文观测的卫星（图2）。1970年发射的“小型天文卫星”1号(SAS−1)，是第一颗X射线观测卫星，取得了重要成果，使发现的X射线源增到161个。第一颗专门用于γ射线天文观测的卫星是1972年发射的“小型天文卫星”2号(SAS−2)。1983年初发射了第一颗红外天文卫星(IRAS)。1990年4月美国的哈勃空间望远镜送入太空。除美国外，世界各国也发射了多颗天文卫星。

图2　天文卫星拍摄的太阳紫外照片

分类

按观测目标的不同，天文卫星分为以观测太阳为主的太阳观测卫星和以探测太阳系以外的天体为主的非太阳探测天文卫星。也可按所载科学仪器的主要观测波段来分类，如红外天文卫星、紫外天文卫星、X射线天文卫星和γ射线天文卫星等。

轨道

天文卫星的轨道多数为圆形或近圆形，高度为数百千米，但一般不低于400千米。这是因为太阳系以外的天体离地球极远，增加轨道高度并不能缩短距离和改善观测能力；轨道太低时大气密度增加，卫星难以维持长时期运行。

控制

天文卫星必须在广阔的宇宙空间找到所观测的特定天体，并把观测仪器指向这个天体。这就要求卫星具有极为精确的定向能力和高的姿态控制精度。已经发射的天文卫星的定向和控制精度已达到角分或角秒的数量级，比一些卫星的定向精度高几十倍甚至上千倍。因此，天文卫星通常利用太阳和其他恒星位置作为定向的参考基准。在卫星上装有星敏感器、星图仪等高精度的测量仪器，把测到的星图与标准星图进行比较，以确定和计算方向。

结构

天文卫星在结构上必须有很高的安装精度和结构稳定性。有些装有光学望远镜，结构热变形必须降低到最小才能保证观测精度。

观测仪器

天文卫星上装有各种复杂的科学观测仪器，如红外、紫外、X射线和可见光学望远镜等。天文卫星的观测数据输出量大，卫星控制复杂，需要使用卫星上电子计算机来进行信息处理和操作控制。