独具特色的材料与外形
什么是人造卫星呢？人造卫星是人类制造的围绕行星运转的天体。我们知道太阳系有九大行星，围绕行星运转的天体就是卫星，如月球，就是地球 的卫星。但人造卫星并不一定像月亮那样是个圆圆的东西，它们的形状千奇百怪，纷繁复杂，分起来大约有圆形，如前苏联 1957 年 10 月 4 日发射的“人造卫星—1”；球形多面体，如我国 1970 年 4 月 24 日发射的“东方红”卫星；圆锥形，如 1967 年 11 月 29 日美国为澳大利亚发射的“武器研究—1”；圆柱形，如 1958 年 1 月 31 日美国发射的“探险者—1”；多面柱形，如 1971 年 10 月 28 日发射的英国卫星“普罗斯帕罗”；箱形，如 1974 年 8 月 28 日由美国发射的荷兰卫星“天卫星—1”；不规则形，如日本卫星“大隅”等。人造卫星为什么不像飞机那样采用流线型的机身外形呢？这是因为人造卫星是在空气稀薄的宇宙中运行，而不需要像一般飞机那样要同稠密的空气作斗争。人造卫星只要获得第一宇宙速度，就可以放心大胆，自由自在地围绕地球翱翔了。而人造卫星的速度常常是由推动它的火箭给予的，所以本身不必过分考虑什么形状。
但卫星为了尽量减轻重量，特别是它毕竟要受末级火箭头部整流罩的限制，所以一般都做得小巧玲戏。早期的卫星常做成球形，因为在同样的容积下，球形卫星的外壳表面积最小，重量最轻；而且更重要的是，对于球形人造天体来说，无论它在空间站成怎么样的姿式，其受光面积都是一样的，从温度设计上也比较方便，世界上大多数自行发射卫星的国家，如前苏联、美、日、法、中的首颗卫星都是这样。
不过，人造卫星的形状也受姿控方式、是否回收和太阳能电池的影响。姿控方式，就是说卫星要保持好一定的姿式。卫星既要站稳，还要自行旋转，所以它们的横向尺寸一般要求比较长。许多要求自动旋转的卫星，不管是气象卫星、通讯卫星还是科学实验卫星，总要做成直径大于高度的圆柱形、鼓形或扁球形。要回收的卫星外形结构也很奇特，它的头部很大很钝，在返回时头部一般向前，这是为了散热和减速。当然返回式卫星快要接近地面或海洋时，反推火箭和降落伞也要派上用场。至于太阳能电池，因为它是贴在卫星上的，所以一般不做成纯粹的球形，多面球体常是一种好的设想。
接下来说说人造卫星的整流罩和结构材料。整流罩是人造卫星在发射时的帽子。这个帽子其他的人造天体也有，如宇宙探测器。它主要是为了避免人造卫星在飞行中受空气压力和高温的破坏。火箭飞行，每秒可达数千米的速度，由于摩擦生热的原因，整流罩与低层大气摩擦要产生巨大的热量和很高的温度。为了克服这一险恶条件，科学家们常用铝镁合金、玻璃钢和玻璃钢蜂窝夹层结构来作整流罩的材料。不过，它们分别有一定的优缺点。如铝镁合金虽然耐高温，却重量大；玻璃钢轻是轻，却容易对人造天体产生污染破坏；玻璃钢蜂窝夹层结构在重量、强度上都不错，但不牢靠。
还要告诉大家的是，人造卫星的帽子并不是要一直戴到头上。到了目的地，人造卫星会毫不吝惜地将其扔掉，这个扔掉过程就叫整流罩分离。整流罩分离有两种方式，一是过顶式分离，一是剥开式分离。
过顶式分离，就是直接把整流罩从头上抛出去，就像拔掉钢笔帽似的。不过这个拔帽子的过程要稳要准。因为人造卫星在飞快地运行，拔慢了扔得不远，整流罩就会反弹或者撞到卫星上，产生破坏作用。为了保证整流罩从头顶上分离成功，发动机常常要被关掉，以防卫星加速。
剥开式分离，就像剥蚌壳一样，从两边把整流罩剥开。整流罩的两半是用螺栓拴住的，或者用导爆索捆着。当到了剥离的时间时，螺栓或导爆索会自动引爆，使整流罩解锁，并从运载火箭上抛出。 整流罩这顶帽子的形状很有意思。它高高的、尖尖的。像一个长形的钟。
剥离式整流罩外面看起来像一支钢笔的笔尖，中间还分叉呢。
就像人造卫星的整流罩结构非同寻常一样，人造卫星整体的结构材料也别具一格。在我们寻常人看来，太空中空气稀薄，没有水，真有致命的危险。不错，卫星运行的宇宙空间几乎是一种高度真空状态。如果按大气压力来看，在近地 500 公里的高空，大气压力还不到地球海平面大气压力的一亿分之一；而到 900 公里的高空时，大气压力只有百亿分之一毫米汞柱了。当然这样的条件对人造卫星只能说无关痛痒，最要命的要数空中热环境、电磁辐射、带电粒子环境等。
热环境关系到人造卫星的表面温差问题。在向阳的一面高温可达 100～200℃，而背阳的一面低温可达—100℃～—200℃，这就是讲，人造卫星的表面温差极其悬殊。人造卫星如果处理不好温差问题，就会成为死星。日本首颗卫星，就是因为没有解决好热设计这一难题，使星内电子设备温度高达 60 ℃，仅在轨道运行 36 圈就停止了工作。
电磁辐射主要来源于太阳。太阳对外进行着大量的 X 射线和紫外射线辐射，给人造卫星造成很大的麻烦。因为紫外线和人造卫星的一些材料会发生化学反应。例如，在紫外线的照射下，材料分子量会降低，材料本身会分解、裂析、变色、弹性也会下降。
带电粒子流包括太阳宇宙线（指太阳耀斑极光、太阳风等）、银河宇宙线等，它们也会影响人造卫星的太阳能电池、光学材料、半导体器材等。
另外，微流星也会给人造卫星造成威胁。这里讲的微流星并不是指直径达几公里的大流星。大流星可能会击毁人造卫星，微流星极小，直径小于一毫米，质量在一毫克以下，不过它的破坏性不可低估，因为人们很难发现它们的行踪，但它们能穿透卫星的外壳，破坏卫星的电池和各种装置。据说，在目前发射失败的卫星中，罪魁祸首首先就是它。
不过，科学家们已经找到了保护好人造卫星的方法，那就是给人造卫星穿上好的防护衣，并且对卫星进行结构材料更新。现在，人造卫星的结构材料能够承受各种恶劣的空间环境条件，达到很满意的效果。人造卫星的结构材料一般都比较轻。在外型方面，钛合金、铍合金、硼、碳纤维金属复合材料等得到了运用。
钛是一种银灰色的金属，在真空条件下熔铸成锭后，加入适量的铝、钒、锆、铜等元素，就配制成了钛合金。可别小看了这种钛合金，它强度很高，一平方毫米的面积可以承受 100 千克的重压；耐热性也好，能耐受 500℃的高温；抗腐蚀性也不错。看来，它真像孙悟空一样不怕天不怕地了。钛合金在火箭发动机、载人宇宙飞船上也得到了重用。铍合金也不弱于钛合金，它不仅轻，强度大，而且耐高温。许多军事通信卫星以及深空探测器都少不了它。碳纤维增强塑料、硼纤维增强塑料也各有自己的卓越性能。到目前，一些新型的结构材料，如硼纤维增强铝合金、碳化硅纤维复合材料等，也已经研制成功，并得到了重用。