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人工衛星(じんこうえいせい、Artificial Satellite)は、地球などの惑星の周りを回る人工天体のこと。主に通信、観測などをさせるのが目的である。地球周回軌道以外を飛行する人工天体である宇宙探査機と区別される。

有人宇宙船や宇宙ステーション、スペースシャトルも含まれ、アメリカ航空宇宙局等の人工衛星軌道データに掲載もされるが、これらについて触れる際には人工衛星とは呼ばないのが普通である。

人工衛星は通常地球を周回する軌道にあるものが大部分であるが、惑星探査目的で火星や土星などの他の惑星を回る軌道上に観測機が到達しており、各惑星の人工衛星となっている。これらは惑星の観測を行ったり、火星探査機などのように他惑星の表面に着陸した宇宙探査機からの各種観測データを地球まで中継送信している。

人工物体に地球を周回させるには、ロケットを用いて打ち上げ、予定した軌道上で適切な軌道速度を実現する必要がある(→人工衛星の軌道および人工衛星の軌道要素を参照のこと)。

◆ 分類

様々な切り口から人工衛星を分類できる。

◇ 利用目的による分類

・ 通信・放送分野

  ・ 放送衛星

  ・ 通信衛星

  ・ データ中継衛星

・ 観測分野

  ・ 気象衛星

  ・ リモートセンシング衛星、資源探査衛星

  ・ 科学衛星

    ・ 惑星探査機(運用機関が同じことや、設計製造手法が同一であるので、惑星探査機も含めた。)

・ 航法支援

  ・ GPS衛星

・ 軍事衛星

  ・ 軍事通信衛星

  ・ 偵察衛星、情報収集衛星

    ・ 早期警戒衛星

・ その他の衛星

  ・ 技術試験衛星、実験衛星

  ・ 救難探索衛星

  ・ アマチュア衛星、CubeSat

  ・ 教育用小型衛星

  ・ 宇宙太陽光発電衛星

◇ 衛星軌道による分類

・ 静止衛星

・ 低軌道衛星

・ 中軌道衛星

・ 太陽同期軌道衛星

・ 円形極軌道衛星

◇ 大きさ・重量による分類

・ 大型衛星

・ 中小型衛星

・ マイクロサット、ピコサット

◇ 姿勢制御方式による分類

・ スピン方式

  ・ 単スピン

  ・ 二重スピン

・ 三軸制御方式:現在の多くの実用的な静止衛星は三軸制御方式である。

  ・ ゼロ・モーメンタム

  ・ バイアス・モーメンタム

・ 受動制御方式の衛星

  ・ 重力傾斜トルク方式

  ・ 地磁気トルク方式(磁気トルカ)

  ・ 太陽輻射圧トルク方式

  ・ 空気力トルク方式

◇ 利用・運用機関による分類

・ 政府機関系衛星

・ 民間衛星

・ その他

◆ 衛星の性能

大雑把に、質量や太陽電池の発生電力で表されることが多い。

◆ 衛星を構成するサブシステム

衛星は次のサブシステムを統合して製造される。

◇ 搭載系(ペイロード、ミッション系)

  観測機器

ミッションを実現するための観測機器。

  トランスポンダ

通信・放送衛星の場合搭載される機器。地上から発射された電波を受信し、周波数変換し、大電力増幅して再び地上に送出するための送受信機。

  アンテナ系

電波の出入り口で、放送・通信ミッションやレーダー観測衛星で重要な役割を果たす。

ミッションを実現するためのサブ・サブシステムであるが、比較的大型であることと、設計製造に特殊な技術を要することから独立に扱われることが多い。

◇ 衛星バス系

  姿勢制御系

地球センサ、太陽センサ、恒星センサと、慣性誘導装置、制御用計算機より構成される。これらを組合せ制御系を構築し、衛星を必要な姿勢に変更したり、姿勢を保つことを司る。

  電源系

EPS (Electrical Power Subsystem)

・ 太陽電池、蓄電池、変圧装置、制御・分配装置により構成され、蓄電池への充電制御や、搭載機器への電力供給制御、回路の保護(ショート耐性)等をする為のサブシステムである。

・ 衛星の種類によっては、衛星分離を検出し、衛星を起動させる。

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