Спутник Земли — искусственный объект, выведенный на временную или постоянную орбиту вокруг Земли. Космические аппараты этого типа могут быть как с экипажем, так и без экипажа, причем последний вариант наиболее распространен.
Идея создания искусственного спутника Земли в орбитальном полете была впервые предложена сэром Исааком Ньютоном в его книге Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687). Он отметил, что пушечное ядро, выпущенное с достаточной скоростью с вершины горы в направлении, параллельном горизонту, пройдет весь путь вокруг Земли, прежде чем упадет. Хотя под действием силы гравитации предмет будет стремиться упасть к поверхности Земли, его импульс заставит его опуститься по кривой траектории. Большая скорость выведет объект на стабильную орбиту, как у Луны, или вообще направит его в сторону от Земли.
4 октября 1957 года, спустя почти три столетия после того, как Ньютон предложил свою теорию, Советский Союз запустил первый спутник Земли, Спутник-1. Спутник обращался вокруг Земли каждые 96 минут, и его простой радиосигнал был услышан учеными и радистами по всему миру. Соединенные Штаты вывели на орбиту свой первый спутник, Explorer 1, три месяца спустя (31 января 1958 года). Explorer, хотя и был гораздо меньше Спутника, был оснащен приборами для обнаружения радиации и обнаружил самый внутренний из двух радиационных поясов Ван Аллена — зону электрически заряженных солнечных частиц, окружающую Землю.
С тех пор на орбиту было выведено более 5 000 спутников Земли более чем 70 различными странами. По состоянию на 2017 год на орбите находится более 2 000 спутников, большинство из которых принадлежат России и США. Спутники сильно различаются по размеру и конструкции: от небольших «пикоспутников» весом менее килограмма до Международной космической станции — космической лаборатории, на которой находятся шесть астронавтов и масса которой составляет более 400 тонн. Столь же разнообразны они и по своему назначению. Научные спутники используются в основном для сбора данных о поверхности и атмосфере Земли, а также для астрономических наблюдений. Погодные спутники передают фотографии облачного покрова и результаты измерений других метеорологических условий, которые помогают в прогнозировании погоды, а спутники связи передают телефонные звонки, радио- и телепередачи и данные между удаленными друг от друга частями света. Навигационные спутники позволяют экипажам океанских судов и самолетов определять положение своего судна в любую погоду. Некоторые спутники имеют ярко выраженное военное назначение, например, для разведки и наблюдения.
Спутники могут быть выведены на любое количество различных орбит. Выбор конкретной траектории во многом определяется назначением космического аппарата. Например, большинство метеорологических и разведывательных спутников выводятся на полярную орбиту, где полярная ось Земли является линией орбитальной плоскости. Поскольку Земля вращается под полярно-орбитальными спутниками, они проходят над всей ее поверхностью за определенный период времени, обеспечивая полное глобальное покрытие. Спутники связи, напротив, обычно выводятся на экваториальную орбиту, что позволяет им огибать наиболее густонаселенные регионы Земли с запада на восток. Кроме того, спутники связи, составляющие сеть или систему, почти всегда запускаются на расстояние 22 300 миль (35 890 км) над Землей. На такой высоте движение спутника синхронизируется с вращением Земли, в результате чего аппарат остается неподвижным над одной точкой. При правильном расположении три спутника связи, движущиеся по такой геосинхронной орбите, могут передавать сигналы между станциями по всему миру. (См. также космические аппараты; освоение космоса).
