在遥远而黑暗的太空中运行着很多人造卫星，它们按照人们的计划，对人类社会生活的各个方面起着重要作用。
离地面数百公里的高空中，卫星用电子仪器窥视着大地，它们引导勘探者去发现地球上埋藏的矿藏；用光速传播通讯；卫星用雷达探测了地球上空的气象状况并传送给家庭电视和导航船舶通过黑夜及风暴海区。攫取地球上局部地区发生的敌对状态情报资料。卫星这个空中间谍，日夜监视着动荡不安的世界，侦察各种情报为各国自身的利益服务和维护和平。
运行轨道上存在着多少卫星呢？
美国科罗拉多州附近的切耶纳山中深1700呎的地下室内，为北美空间防御司令部（NORAD）的所在地。该处登记册上的数目：自苏联在1957年发射第一号人造卫星以来，全世界大约已发射14，000多个人造空间飞行器，其中三分之二以上已经落入大气层而烧毁，包括第一颗人造卫星在内。
从1957年至1982年，美国、苏联和其他7个空间发射国家（日本、中国、法国、意大利、印度、澳大利亚、英国）和欧洲空间机构（E. S. A）成功地发射有负载的卫星数如下：美国997个，其中183个仍在运行，苏联发射2069个，102个仍在运行，其他国家和欧洲空间机构共发射59个，7个仍在运行。苏联爱射的卫星数目比美国多一倍以上，但它的卫星运行寿命较短，有些仅几个星期时间就失效了。美国发射的卫星一般设计寿命较长些。
1983年内大约有290多个可操纵的宇宙飞船在轨道上运行，美国有180个。苏联、日本、加拿大、印尼、中国、澳大利亚和13个欧洲国家有110多个，但是卫星的数目每天多在变化，显然无法正确地统计出已经有多少卫星有效地完成了人类的使命。
目前卫星的发射尚未达到完善程度，从发射开始就存在着危险，一个卫星可能在升举时发生摇晃；一些有缺陷的火箭也许会突然发生爆炸；或者卫星被推入错误的轨道上；少数甚至消失到无限的空间中去。
一旦卫星到达轨道时，地球引力与飞船被抛掷向外的速度达到平衡，此时任何微弱的外力都将使它离开正确轨道。太阳的热能、外层空间微弱的大气使飞船速度降低、同时受着地球、月亮和太阳的引力作用，这些因素都使卫星偏离正确轨道。当卫星运行出现偏差时，地面站操纵人员立即发出指令，点燃卫星上的小型助推喷射器以驾驶它回到正确轨道上去。当这些喷射器的燃料耗尽后，飞船的生涯就将结束了。
当卫星从火箭的防护罩中脱出后，无线电遥测系统即开始有规律地将其运行情况报告给地面站操纵人员。地面站监视着飞船上的电子神经系统，以及生命器官和飞船的危急状态，收集发出的有关压力和温度的数据。卫星迎太阳面比背太阳面的温度高300℃左右。
美国的通讯卫星
研究空间技术的科学家们很早就认为采用卫星作通讯工具是最有效的。一颗卫星将成为一个天线塔，在地球上空数百或几千哩处传送通讯，几乎立刻就能使讯息传遍大洋和各大洲。
1960年在地球夜空中，人们用肉眼能看到一颗运行的新卫星，它是世界上第一个通讯卫星，美国的Echo1号。该卫星有十层楼那么高大，实际上是一个用聚脂薄膜制成的大气球，其壁厚之半用赛璐玢材料制成，外壳包一层薄铝皮以反射电波讯号，并使其像一颗类星体。
二年后，美国发射1号通讯卫星，其上装有脉冲转发器，使电波讯号增强几千倍。但是1号通讯卫星的运行轨道只有处于发送者和接收者之间时，才能转播通讯。早在1945年有一位科学作家已经提出过建议，如将卫星发射到赤道上空22，300英里高处，其轨道运行周期为24 小时，就能成为固定在地球上空的同步卫星了。目前这个空间站地带已成为围绕地球的一个很重要运行区。
1965年美国在肯那维尔角发射一个重85磅的通讯卫星，进入大西洋赤道上空。该卫星能在北美与欧洲之间转播240道电话通讯，比九年前完成的大西洋电缆通讯多6倍。并装有一个电视转播通道。该卫星的设计寿命为18个月，在发射4年后失效。
目前已有15个国际通讯卫星组织，联合109个国家构成兄弟般的国际通讯合作体系。在美国的经办机构是通讯卫星公司（COMSAT）。由于国际通讯组织不断降低通讯价格，给各成员国带来了很大的经济利益，目前其价格仅为1965年的1/18。
自此以后已发射到第五代通讯卫星了，语言通讯由原来的240道发展到1万2千道，并加上二个彩色电视频道。但是这类通讯卫星的造价昂贵，约为3千4百万美元。主要是制造所用的材料价格昂贵，例如一只钛合金的螺帽价格就要25.75美元。
目前几乎每月都有通讯卫星射入轨道，最近发射的有：有专门出租脉冲转发器的西方联合公司发射的Westars通讯卫星，美国通讯卫星公司发射的Comstar；加拿大发射的Aniks是世界上第一个具有强大功率的家庭电视系统卫星。印度尼西亚用卫星作它的千岛之间联系通讯之用；苏联的一些通讯卫星，其运行轨道高而倾斜，足以覆盖该国北部纬度地带。因而空间站地带愈来愈拥挤了。
世界各国通讯卫星的激增、导致外层空间的竞争加剧了。美国卫星商业机构（S. B. S），根据在轨道上的通讯卫星分布情况，并在详细掌握情报的基础上，将卫星从一处移动到另一处的办法来进行竞争。S. B. S最近发射的一个卫星能利用电子计算机进行转播电话，大约比陆上电话通讯快160倍。其速度之快足以使托尔斯泰的《战争与和平》在几秒钟内转播给全美国。
卫星转播教育讲座会亦相应发展起来，1974年发射的多面手试验卫星ATS-6以“空间教师”而闻名。该卫星受北美阿巴拉契亚山的地面控制站指挥。卫星给偏远孤立地区的夜校专科班上课，以提高那里的教师水平。当美国东部地区日班结束后，操纵人员立即将卫星播送转给落矶山地区，以便对那里的低级的高年制学生播放职业教育课。当夜晚降临西海岸时，操纵人员将“空间教师”转向作日间的最后课程，向遥远和缺医的美国西北部和阿拉斯加地区作医疗业务和救援工作。该卫星有二个电视频道作医疗业务方面的试验工作。有一次，在阿拉斯加的阿撒巴斯卡族地区的一位印第安工人，在一所古老的建筑遗迹上工作时，严重划伤了面部，他的面颊上的裂口从嘴部直至太阳穴，损伤部分并受冻结，虽经人们在室内暖化和抢救，但伤者不断出血而濒临死亡危险。医务助理员使用ATS-6卫星与基地的医生接谈，通过电视向医生展视伤口情况。医务助理员直接从卫星电视上得到正确的医治和缝好伤口的方法，伤者因而得以恢复健康。
—年以后，操纵人员将ATS-6卫星向西挪动，使其转播范围达到印度。该地政府为农林地区制造2400个小型天线接收器，当人们从田野收工回家后，每夜从卫星上播送农业、卫生和家庭计划等方面的节目。这些以前从未见过电视的农村人民得以丰富生活，并促使印度发展自己的卫星计划。
1976年操纵人员将“教师”卫星缓慢地转向西，以便将庆祝空间运载史200周年活动转播至亚洲、非洲、欧洲和南美洲。以后当ATS-6卫星返回原轨道后，仍为阿巴拉契亚山脉、落矶山和美国西北地区服务。1980年当用于操纵该卫星的助推器燃料用完后，ATS-6卫星完成了它的历史使命。
几年前电缆电视发展起来了，目前由卫星通过超级站传播至全国二千六百万个家庭中去，到1985年电缆电视将普及到全国的半数家庭。电缆电视的发展使地球上的天线接收站产生了很大的影响。世界上最大的天线制造公司（Scientific-Atlanta Inc）（S-A）正在为生产小型化的天线进行工作，以前使用30英尺直径的蝶形天线，价格为10万美元，而今十英尺直径的天线已有良好的接收效果，价格降到6千美元。并且正在研制装有屋顶天线的小型化新一代电视机，以便直接接收卫星的转播。
在航海方面卫星导航已起重要作用，1912年当泰坦尼克号邮轮在大西洋撞上冰山时，另一艘船正在附近海域航行，由于该船的电台正值停工休息，不能收听到泰坦尼克号的呼救电讯，结果导致1517名人员死亡。从此以后，船上电台便开始24小时工作。在导航卫星出现后，无线通讯的可靠性彻底地解决了。现在已有二千多艘船舶装备着国际卫星导航组织的导航设备。
勘探和气象卫星的应用
十年以前美国NASA发射“登陆者一号”卫星，其上装有从570英里高空观察地球表面的电子侦察装置。“登陆者一号”和其他三个相继发射的卫星所得的资料为分析者提供了正确的情报。确定地球上数百处未知的地貌特征及湖泊地址，包括巨大的地壳裂缝。为苏丹寻找石油；为巴西寻找锡矿和为澳大利亚找寻铀矿；在加拿大的大西洋上发现一新的小岛（名为登陆者号岛）和在印度洋中勘探到一未知名的暗礁；并绘制铁路、管道系统和电力输送线的正确路线等。
登陆者号每天绕地球14转，用二套不同的电子侦察装置监视着115哩宽而长的地带。其中一组配有电视摄影机，可以区别足球场大小的目标物。另一套为多光谱扫描仪，可用数字显映出地球上的目标物，对于颜色的分辨灵敏度大大超出人类眼睛的分辨能力。
设在马里蓝州的NASA的空间控制室，每年从美国联邦政府各机构、许多石油和矿业公司、大学和世界其他国家政府机构中接受咨询和任务约6万多件。这些任务中有：协助勘探一条经济的燃气管道以通过玻利维亚的森林地带；指导工程技术人员建造一条铁路通过几乎无法通行的沼泽地带；分析和利用广大的含盐平板地；确定锂矿集中的地区或者石油的贮藏处。由于卫星是获得各种情报的特殊工具，对每一个国家来说是很重要的，现今约有1300多个机构使用美国的卫星资料。
在美国利用“登陆者号”卫星勘探石油和矿藏，地质工作者根据卫星拍摄的图片，从地质的断层、褶皱层和穹形结构中找这些地层中可能有石油储量。目前由于卫星所能勘探的地区范围还较狭小，而且最后决定有价值的大面积矿藏，还需地质勘探人员带上仪器作进一步现场勘查，或用地震勘探和钻井取样等办法作出最后结论。矿藏经常分布在古老的河床和矿脉露头的花岗岩地区，地质工作者从卫星所摄的植物生长的颜色差异来判断矿藏。因为植物生长在正常岩层和有矿藏的岩层上的色泽有差别，用对比色泽的方法可以发现矿床。
美国使用勘探卫星上的传感器对地面上农作物的生长情况进行研究，从而预测出该地区的收成。例如对苏联、中国和印度等国的农业收成收集情报。
令人感兴趣的是，在1972年美国发射“登陆者号”卫星后，苏联立即派人向美国谷物商购货，当时美国政府还不知当年苏联的小麦收成正遇到灾难性的打击。俄国人快速而秘密地订购2千万吨廉价的谷物合同。这项秘密的快速袭击，使美国人相信必须监视苏联每年的谷物收成，目前利用卫星进行这项工作的效果很大，当前用卫星侦察谷物中，尚存在一些技术问题等待解决，例如如何区别反射信号相似的谷物，如小麦和大麦。除了用“登陆者号”测量谷物的生长情况和种植面积外，再使用气象卫星侦察谷物遇到的旱灾或风灾等灾害性天候。目前虽然预测结果是令人满意的，但仍需进一步改善对种植面积和湿度等测量的研究。美国农业部门所属的约翰逊（Johnson）空间中心，正在全力地使用“登陆者号”进行谷物收成的预测工作。其主要目标针对世界上重要农业国家，其中包括苏联在内。作者由于对苏联小麦收成的变化无常发生兴趣，参观了美国约翰逊空间中心的控制室。那儿正在不停地接收从“登陆者号”发回的各种讯号、控制台上的红色电视图像，反映出正从苏联的广大产小麦区上空扫描而得的情报。当时卫星正在苏联广大地区上空如哈萨克、伏尔加河流域（这是禁止旅游之地）和乌克兰运行，并经过克里米亚和白俄罗斯的部分地区。从已接收到的资料看出，很多地区的谷物生长正常，虽然当时的季节对预测最后的收成还为时过早。
美国的“登陆者号”监视的地区范围有待进一步研究来扩大，以利更好地发挥作用。农业管理局目前对美国320万英亩土地进行监护；使用卫星资料去开发遥远地区的牧区资源；为2.3百万英亩的南部森林地带提供医疗服务。美国的许多州，利用卫星勘探自然资源，发现污染、监视野生植物资源，直至侦察无人管理地区的盲目开采煤矿者。自从4个“登陆者号”卫星发射以来，已提供给用户千万个情报数据。“登陆者1号”和“2”号总共向地面站输送了800，000个图像后，满期失效。“3号”是一颗带有部分缺陷的卫星。去年发射的“登陆者4号”上装有一种具有强烈侦察力的传感器，用于监视谷物收成和勘探矿藏。该卫星属于美国国家海洋和大气管理局（NOAA）管理。
除了“登陆者号”以外，美国发射的气象卫星也在监视着大地，不断发回地球上许多惊人的气象图。1960年发射的监视环境的电视及红外线观察卫星（TIROS1号）用小型的电视摄影机拍摄而发回的450英里外的连续空中气象图，使人观后赞叹不已。这颗卫星的电视图像使人们第一次直接看到地球三分之二的部分。它并能展现出地球背面被云遮盖而看不见的风带和气象资料。“TIROS1号”共传送22，952幅地球上气候图像。“TIROS号”为电视红外线观察卫星，其容积较大而且质量较好。从1966年开始该型号卫星转为日常的监视以来，在地球上任何地方发生的热带风暴和飓风，它能立即发出警告，仅在美国就拯救了上千个生命。另外又发射二个地理环境勘察卫星（GOES）以补充TIROS的监视不足。从22，300英里外发送的气象图，可从电视上看到其全景照片。气象卫星的最大优点是能获得人们无法观察到的气候情况，如海洋上的气象现象等。无数美国人需要专门的气象报告，农民借以决定何时播种与灌溉和收割；雪地救助工作者需要预知暴风雪到来之时，以便做好市和县之间通道上的车辆运输工作。当冬天渐渐威胁产柑橘的佛罗里达州时，GOE0卫星上的温度传感器预示出气温的进度，以便种植者采取保护果树的措施，避免早熟果实受寒冷而受损害，由此每年约可减少三千五百万美元的损失。卫星上的温度传感器也能测量海面上的水温。渔民们知道鱼类喜爱的水温，例如鲭鱼欢喜46°F水温，蓝鳍金枪鱼喜欢69°F等等。渔民就依靠卫星的水温分布图来寻找鱼群。有一次卫星的海水温度分布图上告知有一股暖流进入哈得逊河峡谷，这股暖流形成的水温非常合适鲭鱼、鱿鱼和尖口鲷鱼。渔船就很快驶往捕捞，每船获日产80吨的捕获量。
环境勘察卫星协助海上航行中与浮冰作斗争，卫星发出的照片资料每年帮助约1600艘船舶通过冬季海上冰区。卫星图已经使北美洲五大湖的航运成为全年可通航的开放航区。
TIROS卫星所发出的资料可公开为世界各国自己接收，全球超过120个国家已建造地面接收站，由此而获得有利于他们的宝贵资料。仅花数百元钱和一般的技术水平就能制造一个接收器，在大学、高等专科学校甚至少年科技活动站和个人业余活动者都可制造。至今已知的已有800多个地面站，甚至可能超过1000多个地面接收站了。
最近发射的五颗导航卫星，开始时作为北极星潜艇的导航之用。以后也给全世界海洋船舶的导航服务。过去一个航海家用一台六分仪测定其船位，其误差精度为1浬，（需在天空无云、天刚破晓或黄昏时）。而今依靠卫星导航设备，不论白天或黑夜、晴天或阴天，随时都能定出船位，其误差不超过100码。渔民们使用导航卫星发现鱼群位置；船长们使用导航卫星设备决定出最佳航线，以减少船舶航行中消耗的燃料，对于每天只有3500美元燃料费的船舶来说，其经济价值是极为重要的。
卫星导航系统在陆地和海洋方面都受欢迎，现今许多地质勘测员随身带着电子导航接收器与常用的经纬仪一起工作。以前要花一年时间勘测的工作量，现在仅花几天时间就可完成了。
数年以后，新一代的拥有18个空间信标的全球定位系统将投入应用，那时可以很快地定出目标位置，其误差只有几码而已。而且自动指示器的仪表板上能显示出所要的目标位置。同时装有语言合成装置，直接告诉勘探员所处之位置和在哪处需要转向。
1958年美国发射了一颗小的勘探卫星，该卫星上装有盖氏计数器以测量地球上强大的放射地带。从此以后，美国、苏联和欧洲空间机构至少有四分之一的卫星用于科学研究。卫星的传感器勘测与绘制地球表面磁力线的变化、测量大陆的漂流和揭示出大洋中海平面的波动状况，大浪的波谷与波峰之间的高度差，其最大值可达600英尺之高。依靠卫星上的传感器进行大气状态的研究，记录臭氧含量的变化值。卫星上安装的天文观察仪器已成为观察宇宙的窗口，测量宇宙中X射线的来源，也许可测定出宇宙中的黑洞位置。
侦察卫星和军用卫星
1981年北美空防联合司令部的雷达操纵人员审视蓝色的天空时，发现苏联发射的1258号宇宙飞船，并立即又发现1241号宇宙飞船。这二艘飞船发射入轨道后，雷达发现1258号飞船不发出任何讯号。突然从苏联地面站发送出一串讯号，接着从1258号飞船上射出一枚导弹将1241号宇宙飞船摧毁。原来这二颗卫星是苏联发射的迄今为止已知的第19颗打击卫星和第九颗被摧毁的试验卫星。
美国空防人士宣称，目前美国正在致力于发展反卫星系统，不久前试验一种从歼击机上发射摧毁卫星的导弹获得成功。这项试验的技术水平超过苏联，并声称在一些空间领域内，美国的技术居领先地位。
目前美苏二国试验的反卫星方式不同。美国的试验是从F-15歼击机上发射一颗二级导弹去摧毁目标。弹头重50磅，其飞行路线借特种望远镜系统导向目标。苏联的反卫星方式是发射一个捕杀卫星至相同轨道上，然后接近被攻击的卫星并摧毁之。苏联已试验了较长时间，用他自己发射的卫星作为目标，其效果亦已得到证实。一些美国专家认为，苏联正在研制卫星上装置激光武器，在今后十年中能够摧毁美国的卫星和导弹。防卫部门人士承认，目前苏联的激光系统发展规模比美国大三到五倍。
卫星用于战争中的作用将是巨大的，运行轨道较低的通讯卫星是地面上指挥系统的有效工具，在任何气候条件下都能向地面的坦克、舰船、飞机、导弹和步兵等直接发射导向信号。在黑夜中，卫星上发射的激光束笼罩在黑暗的战场上，敌方无法利用这种看不见的光束，而友军可戴上特殊的镜片，能像在明亮的月光下一样看清周围的物体。核动力的卫星能放射出电子脉冲去干扰敌方的电子系统。犹如在福克兰群岛的战斗中，阿根廷操纵的空对舰导弹击沉英国驱逐舰那样。
卫星在运行轨道上并非易于被摧毁的，当攻击卫星接近时，可以及时操纵&己的卫星远远逃避之，然后再指示它返回原轨道。卫星内安装的全部电路是特别强固的，足以抗御核爆炸所产生的中子辐射，并精心设计和制作了抵御干扰台所发的频率和敌方卫星所播的假命令。
一种新型的全球定位系统的研制成功、由于能精确地对目标定位，导致发射导弹方面的新进展，用此系统装备的空间卫星导向，可使导弹击中数千里外的目标，其偏差仅几百英尺而已。
间谍卫星具有非常灵敏的侦察能力，能从导弹发射喷出的火焰尾迹和核武器爆炸的遗迹来侦察和记录出事件发生的地点，摄制照片后自动装在带有降落伞的装置中放出，空军的飞机可在半空中抓获此装置。美国侦察卫星轨道较低，且其上装置的摄影机具有极高的分辨能力，它能揭示出苏联人的汽车牌照号码和区别出人群中穿各种制服的人。
美国卫星的发展和未来应用
制造卫星的工艺技术比其他领域发展得更快。在通讯卫星方面更为明显，采用高频率转播和高的输送速度使通讯卫星在空间轨道上成倍地增加。不久使用卫星进行电子邮递将成现实。15年内卫星将传送家庭报警器所发的警报至当地的警察局，同时把发生的灾难通知本人随身的接收机。商业服务、图书资料或报刊杂志等可通过卫星送入你的家用电视中去。进一步利用卫星测量大自然环境中目前还无法了解的现象，如海洋、大气层和极地之间的相互影响。只有用卫星才能测知每年极地冰层范围的扩展或收缩情况，这是对大气影响极为重要的因素。卫星将从空中精确地帮助测知强烈暴风发生的地点，例如龙卷风的发生位置等。在1979年美国得克萨斯州发生的龙卷风摧毁了4000间住宅，立体的监视能及时发现和发出警告。
到1986年空间科学将达到新的高峰，航天飞机能够将重20吨的空间天文站建立在运行轨道上，人们观察宇宙的范围就可增大7倍，观察到宇宙更远的地区。
随着科学技术的发展，目前发射费用昂贵的卫星将逐渐被往返的宇宙飞船所替代。在未来的宇宙飞船上，宇航员依靠多用途的中央动力舱，进行巨大的平台的安装。其中一部分用于装置天文仪器，指向太阳或星球进行探索，另一部分用于监视地球上的气象和勘探矿藏，其他部分用来装配自动化实验室，在没有重力影响的 · 良好条件下，制造药品、各种合金、半导体器件和其他高价值的材料，1991年前后，计划将航天飞机建造的平台连接起来成为固定的空间站，将成为大规模经济开发的空间建筑。由此必须发展更高效的工艺技术水平，以便将物资搬送入高空的空间轨道站中去，以及解决航天飞机安全地停泊在空间站的指定舱位，下一代的空间站将成为一固定地带，设计建造成千间有完善设备的建筑物，供人们居住和从事科研工作。
[National Geographic，1983年9月]