近年來，低軌道衛星星座快速成形，太空通訊加速商業化，人造衛星已成為影響通訊服務與數位基礎建設的重要關鍵。對台灣而言，面對天然災害、海底電纜風險與高速通訊需求成長，衛星在通訊備援、定位與環境監測等應用上的重要性日益提升。本文介紹人造衛星的軌道分類及其主要應用。
人造衛星與火箭的角色差異
帶有明確任務目的、被送入地球周回軌道運行的人工物體，稱為「人造衛星」。
火箭的角色則是將人造衛星運送至預定軌道，在衛星分離之前，任務屬於火箭；分離之後，則由衛星自行執行其任務。
人造衛星的軌道分類
人工衛星可依多種方式分類，其中最常見的是依「運行軌道高度」區分。
一般而言，繞地球運行的宇宙器稱為「人造衛星」，而離開地球周回軌道、前往深空的則稱為「探測器」。
在地球周回衛星中，軌道高度最高的是「靜止軌道衛星（GEO）」，而高度約 200～1,000 公里的軌道則稱為「低地球軌道（LEO）」。
低軌道衛星（LEO）的應用
低軌道衛星的代表案例包括 SpaceX 的通訊衛星星座「Starlink」，以及太空人長期居住的國際太空站（ISS）。
此外，LEO 衛星也被廣泛應用於地球環境監測、氣候變遷觀測與災害監控等領域。
中軌道衛星（MEO）的案例
最具代表性的中軌道衛星系統為美國軍方運營的全球定位系統（GPS）。
GPS 衛星配置於約 20,000 公里高度的中軌道，透過 24 顆以上的衛星形成星座，使地球上任何地點皆可同時接收到至少 4 顆衛星訊號，進而精確計算接收器位置。
靜止軌道衛星（GEO）的特性
靜止衛星配置於赤道上空約 36,000 公里的軌道，其公轉週期與地球自轉週期相同，因此從地面觀測時，衛星彷彿靜止於天空中。
這種特性使其非常適合用於通信、廣播與氣象觀測等基礎設施應用。
低軌道星座與靜止軌道衛星的比較
靜止衛星由於軌道高度高，一顆衛星即可覆蓋廣大區域，但電波傳輸距離長，容易產生通訊延遲。
相對而言，低軌道星座的通訊延遲較小，但必須部署大量衛星，整體建置成本與投資金額也相對較高。
科學研究用的人造衛星與深空探測器
人造衛星亦廣泛應用於宇宙科學研究，例如日本的 X 射線天文衛星「XRISM」，可用來觀測遙遠天體所發出的 X 射線，協助人類探索宇宙奧秘。
當宇宙器離開地球周回軌道、深入太空執行探測任務時，則稱為「探測器」。
目前距離地球最遠的人造物體為 NASA 的「旅行者一號（Voyager 1）」，截至 2020 年已離地約 224 億公里，並持續進行科學觀測任務。
圖片來源：台灣第一枚衛星「福爾摩沙衛星一號」，屬於低軌道衛星。（國家太空中心）