우주정거장이 떠 있는 원리는 무엇인가요?

Question

우주에는 우주선이 정착할 수 있는 우주정거장이 있다고 하던데, 이처럼 우주정거장이 우주에 떠 있는 원리는 무엇인지, 우주정거장은 타 인공위성처럼 회전없이 동일한 자리에 계속 있는 것인지 궁금합니다.

Answer 1

우주 정거장은 지구 중력과 운동 상태의 조합을 활용하여 떠 있는 상태를 유지합니다. 원리적으로는 다음과 같은 두 가지 주요 원리에 의해 운영됩니다:

1. 중력과 가속도의 균형: 우주 정거장은 지구 중력과 우주 정거장이 지구 주위를 고속으로 돌아가면서 만들어지는 중력을 균형시키는데 필요한 가속도를 조절하여 떠 있는 상태를 유지합니다. 이를 중력과 가속도의 균형이라고 합니다. 정확한 속도와 궤도를 유지함으로써 우주 정거장은 지구 중력에 대항하면서 자유 낙하 상태에 빠지지 않고 공중에 떠 있을 수 있습니다.

2. 뉴턴의 제3 법칙 (작용과 반작용의 법칙): 뉴턴의 제3 법칙은 작용과 반작용의 법칙으로, 두 물체 사이에 작용하는 힘이 서로 동일한 크기를 가지고 반대 방향을 가진다는 원리입니다. 우주 정거장은 이 원리를 활용하여 자체적으로 발사되는 연료를 이용하여 작용과 반작용을 만들어내어 추진력을 발생시키고 방향을 조절합니다. 이를 통해 우주 정거장은 계속해서 운동 상태를 유지하며 중력을 극복하며 떠 있을 수 있습니다.

즉, 우주 정거장은 정확한 속도와 궤도, 연료 사용 등을 통해 지구 중력과 우주 상태의 조합을 균형적으로 유지하여 떠 있는 상태를 유지합니다.