인공위성은 왜 궤도만 도는 건가요?
안녕하세요. 인공 위성은 어떻게 해서 우주로 올라가고 궤도를 따라서 인공 위성이 계속 돈다고 들었는데 그 이유는 무엇인지 궁금합니다.
인공 위성은 연료를 이용해 로켓을 발사하면서 우주를 올라가게 됩니다.
그리고 궤도에 정착하게 되면 지구와의 만유인력에 의해 원운동을 하게 됩니다.
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.
인공위성은 크게 정지위성과 이동위성으로 나뉩니다. 인공위성은 지구의 중력과 평형을 이루어 일정한 궤도를 돌게 되는데 지구로부터의 거리가 멀면 중력이 약해 이동속도도 느려지고, 지구로부터의 거리가 가까울 수록 중력이 강해져 중력과 평형을 이루기 위해 빠른 속도로 이동하게 됩니다. 인공위성을 궤도에 올리기 위해서는 정해진 각도와 속도로 발사하여 목적 궤도에 다다랐을 때 목표 속도값이 되도록 발사 각도 및 연료량을 정하게 됩니다. 정지위성은 지구의 자전속도와 동일한 속도로 움직여 한 지역 위에 고정되어 있어 주로 통신위성이나 한지역만을 관측하는 관측위성으로 사용됩니다. 반면 이동위성은 지구의 자전속도보다 빠르게 움직여 궤도를 따라 지구 둘레 전체를 관측하거나 특정위치에서만 통신이 가능합니다.
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
비행기는 비행하는 동안 계속해서 엔진을 작동시켜야 합니다.
그러나 인공위성은 궤도에 진입할 때까지만 로켓엔진을 작동시키고 궤도에 진입한 후에는 로켓엔진의 작동 없이 관성으로 비행합니다.
인공위성이 지구 저궤도에 진입해 지구를 회전할 때 지구가 인공위성을 잡아당기는 힘인 구심력과 인공위성이 지구를 돌면서 밖으로 튕겨 나가려는 힘인 원심력의 크기가 같아집니다. 따라서 한번 지구를 회전하는 인공위성이 되면 추가적인 로켓엔진의 작동 없이 관성에 의해 지구를 계속해서 회전하게 됩니다.
그러나 관성으로 비행하는 인공위성이지만 궤도 중 지구와 가까운 근지점이 낮아지면 거기에 공기가 조금 있어서 비행을 할수록 속도가 떨어지게 되고, 결국은 근지점이 100㎞ 미만으로 떨어지면서 지구 대기권에 들어와 타 버리게 되는 것입니다. 만일 인공위성의 궤도가 충분히 높다면 수십 년, 수백 년씩 계속해서 지구를 돌 수도 있습니다.