Collect
Navigate：在太空中执行任务的传感器都有哪些呢？
在太空中使用的传感器必须满足许多特殊特性，使它们有资格执行太空任务。
为了让人造物体飞行或保持在地球周围的地球静止轨道上（即与卫星），它们需要监测本地和远程环境。此外，这些飞船上的许多传感器用于确定它们没有直接参与的环境，包括地球上的大气条件。与许多应用程序一样，这种监控由大量传感器和传感器网络进行，它们协同工作以保持空间物体飞行并确保其安全。
监测可以采取空间物体位置的形式，以确定航天器/物体在太空中是否存在任何危险，例如太阳耀斑（和升高的温度）或另一个物体（例如陨石）撞击物体的可能性。在本文中，我们将介绍用于确保航天器和地球静止物体安全的不同类型的传感器，以及如何使用传感器跟踪远处的物体。
遥感器
遥感器是用来远距离检测地物和环境所辐射或反射的电磁波的仪器。遥感器通常安装在各种不同类型和不同高度的(如飞机、高空气球和航天器)上一切物体都在不断地发射和吸收电磁波。
遥感应用是迄今为止在航天器和太空物体上使用最广泛的传感器。许多这类传感器涉及到航天器的位置变化和探测远处的物体，而不是它们所在的环境。空间环境中使用的遥感器一般分为两类——有源遥感器（主动式）和无源遥感器（被动式）。主动传感器提供自己的能量，通过向感兴趣的目标发射辐射和测量来自远处物体的反射/背散射光来探测和照亮任何可观察的物体。另一方面，被动传感器探测物体自然发出的辐射或其他能量形式——最常见的能量类型是太阳光线的反射——这使得物体能够被探测到。
有源遥感器
许多有源传感器在电磁频谱的微波区域内工作；因此，反射辐射的发射和探测可以远距离穿透大多数大气层，这就是为什么可以探测到许多遥远物体的原因。一些最常见的有源遥感器包括激光高度计、激光雷达、雷达、散射计和测深仪。
LiDAR 和 RADAR 都用于测量航天器和遥远物体之间的距离——它们都是测距仪器。两者都是通过测量来自遥远物体的后向散射辐射来工作的，但RADAR使用主动无线电探测和测距传感器来测量后向散射微波辐射，而LiDAR使用光探测和测距传感器来测量来自物体的后向散射光。雷达用于建立有关物体的二维表示，激光雷达用于精确确定物体与航天器的距离。激光高度计也使用激光雷达探测的原理，但这些传感器用于测量地球上方空间物体(卫星、平台或航天器)的高度和确定地球表面的地形。
散射计和测深仪主要用于测量地球内外的环境条件。散射计主要用于海洋表面，利用后向散射微波辐射来确定风速和风向，并提供详细的地图。另一方面，较深的仪器测量大气降水、温度、湿度和地球周围云组成的垂直分布。
无源遥感器
无源遥感器由不同的光谱仪和辐射计组成，测量电磁波谱的可见光、红外、热红外和微波区域，以确定遥远的物体，并参与确定航天器或其他物体的位置。
直接探测目标的仪器包括成像辐射计、高光谱辐射计、各种光谱计和光谱辐射计。高光谱辐射计在不同的电磁辐射区域探测非常狭窄的波段，允许根据它们各自的光谱响应探测不同的物体。光谱仪也能获得同样的信息，但传感器需要棱镜将辐射分散到精细的波段。
相比之下，形成一个图像成像辐射计(像素)组成的二维数组对象的一系列探测器，拿起辐射，波长和光谱仪测量辐射强度在许多地区和通常用于远程确定对象的地球物理参数。在位置信息方面，经常使用加速度计。通常有两种不同类型的加速度计使用-一种可以测量角加速度，另一种可以测量平移加速度。
温度传感器
考虑到传感器在太空中承受的温度环境的巨大变化，它们需要坚固耐用，不仅要测量非常低的“自然”环境，而且还要有能力测量由太阳射线或其他高能量发射造成的任何高温峰值。在太空中有许多不同类型的传感器可以满足这些要求，包括激光通信终端、热敏电阻传感器、热电偶、热电堆、薄膜传感器和RTD传感器。未来的计划是部署温度传感器，可以远距离测量温度，并从遥远的地方测量太阳风等现象。
磁性传感器
在太空应用中，磁传感器还不如其他传感器发达，但它们的应用正在不断扩大。“朱诺”号飞船上的一系列磁通门磁强计，(通过测量木星的磁场)绘制了一张木星磁场的3D图像。其他类型的磁传感器可以用于空间应用，包括磁编码器，角度和位置传感器，以及梯度仪。磁传感器作为位置和制导传感器有很大的前景，也可以用来绘制太空中的磁环境。
Pre：无线传感器网络是什么？有何应用？ 2025-09-30
Next：科普：热敏电阻的作用 2025-09-30
