인공위성의 고도에 따라 궤도속도가 다른 이유가 있나요.
지구 상공에서 돌고 있는 인공위성은 고도에 따라 궤도속도는 다르다고 하는데요
700km 상공의 인공위성의 속도는 약 7.5km/s 이고 고도 3만6000km 의 위성은 초속 약 3km/s로 공전한다고 하는데
이렇게 차이가 나는 것은 무슨이유인가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
인공위성의 고도에 따라 궤도속도가 다른 이유는 중력에 의한 영향입니다. 인공위성은 지구의 중력에 의해 끌려 궤도를 돌게 됩니다. 고도가 높을수록 중력이 약해지므로 궤도속도가 느려집니다. 이는 인공위성이 안정적으로 궤도를 유지하기 위해 필요한 속도를 결정하는 요인 중 하나입니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
지구 상공에서 돌고 있는
인공위성의 궤도 속도는
고도에 따라 다릅니다.
고도가 높을수록 궤도 속도가 느려집니다.
700km 상공의 인공위성은
초속 약 7.5km이고
고도 3만 6000km의 위성은
초속 약 3km로 공전합니다.
지구의 만유인력은 거리에
따라 감소합니다.
고도가 높을수록 지구의
만유인력이 약해져 인공위성을
잡아당기는 힘이 약해집니다.
인공위성은 원궤도를 따라
공전하면서 원심력을 받습니다.
원심력은 궤도 속도와 반비례
관계에 있습니다.
궤도 속도가 빠를수록 원심력이
커져 인공위성이 궤도를 벗어날
가능성이 높아집니다.
700km 궤도로서
낮은 궤도이며 지구 관측 통신 등에 적합합니다.
빠른 궤도 속도를 보이며
1시간 45분마다 지구 1바퀴 공전합니다.
높은 추적 및 통신 비용이 발생합니다.
3만 6000km 궤도는 정지궤도로서
지구 자전 속도와 동일한 속도로 공전합니다.
지표면에 고정된 것처럼 보이며
넓은 지역 관측 가능하고
높은 궤도 진입 비용이 발생합니다.
인공위성의 궤도 속도는
임무 궤도 고도 추적 및 통신 비용 등을
고려하여 결정됩니다.
700km 궤도는 빠른 속도로
지구를 관측하거나 통신하는 데
적합하며
3만 6000km 궤도는
넓은 지역을 지속적으로 관측하는
데 적합합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
지구 상공의 인공위성 궤도 속도는 고도에 따라 다릅니다. 700km 상공 위성은 약 7.5km/s, 3만 6,000km 상공 위성은 약 3km/s로 공전하는데, 이는 케플러 제3법칙, 원심력, 대기 저항 등의 영향 때문입니다. 케플러 제3법칙에 따르면, 위성의 궤도 주기는 궤도 반지름의 3/2제곱에 비례합니다. 즉, 고도가 높아질수록 궤도 주기가 길어지고 속도가 느려집니다. 또한, 원심력은 궤도 반지름이 높아질수록 작아져 위성을 중심 천체로 끌어당기는 중력에 비해 영향력이 감소하여 속도가 느려집니다. 마지막으로, 저궤도 위성은 대기권과의 마찰로 속도가 감소하지만 고궤도 위성은 거의 영향을 받지 않습니다. 결론적으로, 700km 상공 위성은 3만 6,000km 상공 위성보다 궤도 반지름이 작고 대기 저항 영향이 크기 때문에 궤도 속도가 빠릅니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
중력과 원심력의 균형
인공위성이 지구 주변을 돌면서 떨어지지 않는 이유는 중력과 원심력이 균형을 이루기 때문입니다. 중력은 지구의 질량과 인공위성의 질량, 그리고 둘 사이의 거리에 따라 결정됩니다. 이 중력은 인공위성을 지구 중심으로 끌어당깁니다. 반면에, 인공위성이 지구를 돌면서 발생하는 원심력은 중력을 상쇄합니다. 이 두 힘은 균형을 이루어야 인공위성이 안정적인 궤도를 유지할 수 있습니다.
안정적인 궤도
인공위성이 안정적인 궤도를 유지하기 위해서는 초기 속도가 중요합니다. 이 초기 속도는 인공위성이 지구를 돌면서 발생하는 원심력과 중력이 균형을 이루도록 설정되어야 합니다. 이러한 균형 상태를 유지하기 위해 인공위성은 특정 높이와 속도로 발사되어야 합니다.
중력의 역할
인공위성이 지구를 돌면서 떨어지지 않으려면, 중력이 꾸준히 작용해야 합니다. 중력 없이는 인공위성이 지구를 벗어나 버릴 수 있습니다. 따라서 중력은 인공위성이 지구 주변을 돌면서 안정적인 궤도를 유지하는 데 있어 중요한 역할을 합니다.
