인공위성이 연료가 필요하지 않은 이유가 무엇인가요?

Question

인공위성을 쏘아올릴 때에만 연료가 필요하고 인공위성이 지구를 공전할 때에는 따로 연료가 필요하지 않다고 하는데, 연료가 필요하지 않는 과학적 이유가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 불꽃인생 과학전문가입니다.

결정적 요인으로는 우주에서는 공기 저항이 없기 때문에 인공위성이 마찰이나 항력을 받지 않습니다.

로켓에 의해 궤도에 올려지고, 일단 우주에 도착하면 속도와 중력의 작용으로 궤도를 따라 별도의 추진력 없이 계속 이동이 가능합니다.

인공위성이 다른 중요한 힘이나 장애물과 마주치지 않는 한 인공위성은 속도를 유지하며 지구 주위를 오랫동안 공전할 수 있게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

인공위성은 지구의 둘레를 돕니다

그 현상으로 인하여 원심력이 생기는데요

원심력이란 물체가 중심의 접선방향으로 튕겨져 나가려는 힘을 말합니다

이로인하여 인공위성은 계속하여 지구둘레를 돌게됩니다

그리고 지구의 중력때문에 우주로 튕겨져 나가지 않는 것입니다

Answer 3

인공위성의 원리는 지면과 나란한 수평 방향으로 발사된 포탄이 형성하는 궤적의 모양으로 설명할 수 있습니다.

발사되는 포탄의 속도를 초속 1km 부터 시작해서 조금씩 올린다고 상상해 보면, 포탄이 날아가는 거리는 조금씩 늘어날 것이고 이론적으로 포탄의 속도가 초속 7.9km 가 되면 지면으로 다시 떨어지지 않고 지구 주위를 계속 돌게 될 것입니다.

그리고 만약 포탄의 속도가 초속 11.2km 를 넘으면 지구 중력권을 탈출하게 됩니다.

결국 초속 7.9km 이상, 초속 11.2km 이하의 속도를 가진 인공위성은 중력에 의해 지구 주위를 돌게 됩니다.

이때, 비행속도가 초속 7.9km 이면 원궤도, 그 이상이면 지구 중심을 한 촛점으로 하는 타원궤도가 됩니다.

인공위성은 해당 고도에 맞는 적절한 속도를 유지하므로써 지상으로 낙하하지 않고 행성 주위를 공전하는 궤도 상에 머무를 수 있습니다.

다시 말해 지상으로 낙하하거나 반대로 행성의 중력권을 벗어나 우주공간으로 튕겨 나가지 않고 공전운동을 지속하기 위해서는 그 고도를 유지할 수 있는 속도를 계속 지니고 있어야 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 인공위성은 지구를 벗어나려는 원심력과 지구가 끌어당기는 인력이 평형을 이루는 지점에 위치하고 있습니다. 공에 실을 묶어 돌려보시면, 공이 몸 주위를 맴돌고 있는 것과 같다고 이해하면 됩니다.

그 상태에서 우주 공간에서는 마찰력이 없기 때문에 별도의 에너지 없이 계속 회전이 가능한 것입니다.