美国“国防气象卫星”气象卫星按所在轨道可分成两类：太阳同步轨道气象卫星（也称“极地轨道气象卫星”）和地球静止轨道气象卫星。太阳同步轨道气象卫星每天对全球表面观测两遍，可以获得全球气象资料，静止轨道气象卫星高悬在赤道上空约36000千米处的固定集团，可覆盖地球近1/5的地区，实时将数据发回地面，均匀配置四颗这样的卫星，这能对全球的中、低纬度地区天气系统的形成和发展进行连续监测，但对高纬度（55度以上）地区的观测能力较差，这两类气象卫星相互补充，便可得到完整的全球气象资料。
自1960年4月1日美国发射世界上第一颗试验气象卫星——“泰罗斯-1”号以来，俄罗斯、日本、欧洲航天局、中国和印度等也相继发射了自己的气象卫星。气象卫星通常是军民共用的，为了满足军事上的特殊需要，也有专门的军用气象卫星。美国和前苏联都发射过这类卫星，为全球范围的战略要地和战场提供实时气象资料，具有保密性好、图像分辨率高的特点。
地球资源卫星
地球资源卫星是用于对地球上自然资源进行勘测的人造地球卫星。卫星上载有多光谱遥感设备，获取地面物体辐射或反射的电磁信号，发送给地面接收站，接收站根据事先掌握的各类物质的波谱物性，对这些信号进行处理，从中得到各类资源的特征、分布和状态等信息。例如，根据农作物生长，成熟期的波谱特性，可估算农作物的产量；根据地表辐射特征，可以判断出地下的矿产资源等。
按照观测重点的不同，地球资源卫星可分为陆地资源卫星和海洋资源卫星。地球资源卫星采用太阳同步回归轨道。所谓回归轨道，是指卫星在地面投影点的轨迹出现周期性重叠，这样可以保证卫星在基本相同的光照条件下周期性的重复拍摄同一地面目标的图像。地球资源卫星的轨道高度为500~900千米，倾角为97°或99°，它以太阳能电池为主要能源，功率可达1000瓦以上。
地球资源卫星获取的遥感图像信息数据量较大，卫星上需要有专门的宽频带、高速率数据传输设备。因为卫星并不总是处在地面台站的接收范围内，所以卫星上有数据存储设备，待飞越接收站上空时将数据发回。
地球资源卫星能迅速、全面地提供有关地球资源的情况，对于发展国民经济有重要的作用，已广泛应用于农业、林业、海洋、水文、地质、探矿和环保等领域。
导航卫星
导航卫星，顾名思义，它为地面、海洋、空中和空间用户导航定位服务。自1960年4月美国发射第一颗导航卫星“子午仪”以来，世界各国发展了数十颗各种类型的导航卫星。现在它们正在为飞机、导弹、舰船等各种用户当“向导”。
科学卫星和天文卫星
它们可以帮助人们研究地球周围的空间、太阳和天体物理。其中天文卫星又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、紫外天文卫星、X射线天文卫星和Y射线天文卫星等。
此外，还有用于进行科学实验的生物卫星、拦截敌方卫星的反卫星、测地卫星、小卫星、绳系卫星等。人造卫星的种类远不止这些。世界各国对卫星的研制、发射正方兴未艾，我国也在急起直追，成绩斐然。
在以下的章节中，就让我们来集中目睹这些来自地球的天际明星们的绚丽光芒！
知识点地球静止轨道
地球静止轨道属于地球同步轨道的一种。在这轨道上进行地球环绕运动的卫星或人造卫星始终位于地球表面的同一位置。它的运动周期为23小时56分04秒，与地球自转周期吻合。由于在静止轨道运动的卫星的星下点轨迹是一个点，所以地表上的观察者在任意时刻始终可以在天空的同一个位置观察到卫星，会发现卫星在天空中静止不动，许多人造卫星，尤其是通讯卫星，多采用地球静止轨道。
人造地球卫星之所以能按照预定的轨道，周而复始地环绕地球运行，既不飞出去，也不掉下来，主要是因为卫星的发射满足了速度和高度这两个必要的条件。
1687年，英国著名科学家牛顿从理论上已阐明，要使地球上空的某一物体变成“永远不落到地面”的人造卫星，关键是要给它足够的速度，使物体入轨后产生的离心加速度（惯性）所形成的惯性力能抵消地球对它的引力。
牛顿指出：假如在山顶上平放一门大炮，以一定速度发射出一发炮弹，炮弹将沿着一条曲线（弹道），飞出一段距离（射程），然后落回地面。若不考虑空气阻力，当发射速度不断增加，射程也必然相应增加，而且弹道曲线将越变弯曲度越小。这样，只要速度能增加到某一数值，弹道的弯曲度将和地球表面的弯曲度一模一样。这时候，虽然发射出去的炮弹在地球引力作用下不断降落，但因地球表面也在不断向里弯曲，不论炮弹飞出多远，它距离地面的高度将永远不变。换句话说，这颗炮弹已成为一颗以圆形轨道不停地环绕地球运行的人造卫星。我们通常将炮弹所需的这种速度称之为“第一宇宙速度”，又称“环绕速度”，数值为7.9千米／秒。
卫星轨道和轨道参数
显然，如果发射速度比7.9千米／秒还要大，卫星的轨道将变得比地球表面的弯曲度还要平直，成为环绕地球运行的椭圆形，而且发射速度越大，椭圆形轨道将显得越扁长。一旦发射速度达到11.18千米/秒，卫星就不再环绕地球运行，它将挣脱地球引力，而变成一个绕太阳运转的人造行星了。人们通常把这一速度称之为“第二宇宙速度”，又称“脱离速度”。依此类推，当发射速度继续增加到16.7千米／秒（即“第三宇宙速度”）时，物体将摆脱太阳系对它的引力，而进入茫茫宇宙，一去不复返了。
以上算出的第一、第二、第三宇宙速度，是按照物体在地球表面发射，而且不考虑空气阻力进行计算的。事实上高度和空气阻力对物体的运行影响很大。根据牛顿万有引力定律，物体离地球表面越高，地球对其引力越小，物体所需的第一、第二宇宙速度也必然减小。据计算，在离地面36000千米的高空，物体的环绕速度为3千米／秒，而离地面38万千米高的月球，它的环绕速度只有1千米／秒。但需要说明的是，虽然轨道越高，物体所需环绕速度越小，但要把物体从地面送到较高的轨道，运载火箭克服地球引力和空气阻力耗功更多，要求运载火箭的推力也必须相应增大。地球的大气层厚度虽有2000~3000千米，但99％的大气质量都集中在海平面以上的30千米内，为了保持卫星在空中的正常运行不致因空气阻力的影响而很快陨落，通常人造卫星都被发射至120千米以上的高空。
几千年来，人类为了打开太空神秘大门所经历的漫长历史，从一定意义上讲，是人类和地球引力、大气阻力作坚持不懈斗争的艰辛历史。直到20世纪50年代，人类经过长期的知识积累和大量的科学实验，研制出能闯过地球引力关卡的火箭，卫星遨游太空才成为现实。时至今日，多级火箭依然是世界各国发射卫星的主要运载工具。以三级火箭为例，其发射过程大致如下：
装载卫星的运载火箭在发射台通过各项检测后，由发射指挥控制中心下达点火命令，第一级发动机开始工作，推动火箭徐徐升空，当火箭垂直上升穿过稠密大气层后，按程序指令，使第一级发动机熄火并自动脱落，与此同时，第二级发动机开始工作，推动二、三级火箭加速飞行并进行程序拐弯，到预定时间，第二级发动机熄火后自动脱落。这时第三级火箭并不急于立即点火，而是与卫星“相依为命”在空中惯性飞行，待飞行到离预定的卫星轨道较近的地方，按指令启动第三级火箭，继续加速到卫星所需要的速度和预定位置时，卫星被释放进入运行轨道。与卫星分离后的第三级火箭在完成历史使命后，自己也成了一颗失去工作能力的“卫星”，在太空中孤苦伶仃地去度它的“晚年”。而与第三级火箭分离后的卫星，则靠惯性作无动力性飞行，其运行轨道的形状，将取决于入轨点处的速度和方向。
人造卫星的运行轨道多种多样，按形状可分为圆轨道和椭圆轨道；按离地面的高度，分高轨道和低轨道。此外，还有赤道轨道、极地轨道、地球同步轨道、对地静止轨道和太阳同步轨道等有特定意义的轨道等。卫星绕地球一圈的时间叫运行周期，卫星轨道形成的平面叫轨道平面，轨道平面与地球赤道平面形成的夹角叫轨道倾角。倾角小于90°为顺行轨道；大于90°为逆行轨道；等于90°为极地轨道；倾角为0°，即轨道平面与赤道平面重合，为赤道轨道。若卫星的运行周期和地球的自转周期相同，我们称这种卫星轨道叫地球同步轨道；如地球同步轨道的倾角为0°，即卫星正好在赤道上空，它将以与地球自转相同的角速度绕地球运行。从地面上看去，就像是静止不动。这种特殊的卫星轨道被称之为对地静止轨道。处于这条轨道上的卫星就是通常所说的对地静止轨道卫星。
卫星轨道的具体选择，则要根据卫星的任务和应用要求来确定。如对地面摄影的地球资源卫星、照相侦察卫星等，通常采用近圆形的低轨道运行方式；通信卫星则常常采用对地静止的地球同步轨道；若为了节省发射卫星时所消耗的运载火箭的能量，常采用顺行轨道；为了使卫星对地球能进行全面观察，则需要采用极地轨道；而为了让卫星能始终在同一时刻飞过地球的某地上空，或使卫星永远处于或永远不处于地球的阴影区，又往往需要采用太阳同步轨道；军用卫星，为了军事的特殊需要，则常常采用地球同步轨道和太阳同步轨道等。
空间站一般采用低地球轨道对返回式卫星来说，还有一个卫星如何返回和回收的问题。绕地球运行的卫星返回地面时，根据它们所受阻力和升力的大小不同，通常有3种不同的返回轨道：①弹道式返回轨道，这种卫星在再入大气层后，只产生阻力；②半弹道式返回轨道，卫星在再入大气层后，除产生阻力外，还有部分升力；③升力式或滑翔式返回轨道。我国的返回式卫星采用的是弹道式返回轨道方式。
为了使卫星在太空完成使命后能安全地返回地面，首先要求运载火箭有很高的控制精度，不仅能准确地把卫星送到预定轨道，而且当卫星完成使命等待回收时，能处于预定的回收区上空；其次，对低轨道返回式卫星来说，由于受大气阻力和地球形状等的影响，轨道会发生偏离。因此，必须精确地计算出卫星返回落地的时间和落点的经纬度，并向卫星发射各种控制指令；更重要的是，在卫星进入返回圈后，卫星必须能按地面指令准确地调整成返回地面所需要的姿态，并按预定程序使旋转火箭、反推火箭依次点火、分离，然后弹射和打开降落伞。否则，失之毫厘，差之千里，在过载很大的气动力作用下，卫星返回地面时，将可能产生较大的落点偏差，甚至造成意想不到的失败。
此外，卫星在返回过程中，还必须闯过3关：
①振动和过载关。当卫星以高速进入稠密大气层中，强大的气动阻力将使卫星受到巨大过载的冲击。在返回过程中，卫星的结构和各种仪器设备要经受得住反推火箭工作时产生的剧烈振动。
②火焰关。当卫星以近8千米／秒的速度穿越稠密大气层时，会因摩擦而产生近万摄氏度的高温。为了不使卫星被烧坏或化为灰烬，卫星的防热层结构必须具备承受这种高温的防热和耐热性能。
③落地的防撞关。卫星按预定程序打开降落伞后，降落速度虽受到阻滞，但接近地面时仍有几百米/秒的落速，只有当降落伞的减速和卫星的减震装置能有效地保证安全回收时，卫星才不致被地面撞得粉身碎骨。
知识点弹道曲线
弹道曲线是指弹头飞行时其重心所经过的路线。由于重力作用和空气阻力的影响，弹道形成了不均等的弧形。升弧较长而直伸，降弧则较短而弯曲。弹头的重心运动、稳定性都会影响到弹道曲线，另外，物体在空气中运动受到的阻力，与物体运动速率的大小有密切关系，物体运动的速率越小，空气阻力的影响就越小。
