119.1957年：人造卫星

　　1992年，三名STS-49任务宇航员在太空中抓住4.5吨重的国际通信卫星四号（INTELSAT VI）。

　　哈勃太空望远镜（1990年），锂离子电池（1991年），全球定位系统（GPS）（1994年），铱星系统（1998年）

　　从某一方面说，一颗给地球拍摄照片的照相卫星没什么复杂的。它配备了一台连接在望远镜上的高分辨率数码相机，靠太阳能电池板和电池提供电力，无线电通信设备和天线用来跟地球通信。没有什么东西是令人惊奇的，无论是相机本身、能源还是无线电设备，你都可以在任何一个远程照相系统中找到相同的设备。

　　那么，为什么一颗人造卫星要花费数百万美元呢？这很大程度上是由于卫星要在空间飞行这一特殊原因，工程师要在难以理解的恶劣环境中保持卫星的正常运行。1957年苏联科学家发射第一颗人造卫星—―斯普特尼克1号（Sputnik 1）—― 的时候首次遇到了这些挑战。从那时起，人造卫星变得越来越复杂。

　　以现代人造卫星中的计算机为例。在太空中不能使用普通的计算机，所有设备都必须进行辐射加固，以防止宇宙线、太阳粒子和其他辐射源破坏电路。计算机要进行三重备份，并配备表决系统判断其中之一是否有损坏。

　　人造卫星要随时保持正确的指向，通常依靠太阳跟踪器（sun tracker）、星体跟踪器（star tracker）和反应轮（reaction wheel）完成。反应轮可以通过加速或减速来改变人造卫星的朝向。人造卫星还配有可以使用十年以上的推进器燃料。

　　人造卫星配备的太阳能电池必须是抗辐射的、高效率的电池。也不能用标准的蓄电池，工程师制作了特殊的镍氢电池，可以充放电数万次，使用十年以上。

　　最后要做的事情，就是大量的可靠性测试、认证、备份等，包括在无菌环境下装配、在高真空下测试和振动试验等。人造卫星要在太空中工作许多年，出了问题也没有办法修复。所有这些工作连同所有这些特殊的部件使任何一颗人造卫星都价格不菲。■ 工程学之书