지구 위에 떠 있는 인공위성 중 정지위성은 어떤 원리로 같은 곳에 떠 있나요?

Question

인공위성은 지구를 공전하는 위성과 일정한 위치에 있는 정지위성이 있는데요. 지구 위에 떠 있는 인공위성 중 정지위성은 어떤 원리로 같은 곳에 떠 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

정지위성은 지구의 자전과 동일한 속도로 지구 주위를 돌면서 항상 같은 지점을 바라보는 인공위성입니다. 이를 위해 정지위성은 지구의 자전 주기와 동일한 주기로 궤도를 돌며, 지구의 중력과 반력이 균형을 이루어 정지 상태를 유지합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

정지위성은 지구의 자전 속도와 정확히 일치하여 항상 같은 지점 위에 머물러 있는 인공위성입니다. 이를 가능하게 하는 원리는 "정지궤도"와 "지구의 중력"입니다.

정지궤도는 지구의 적도 평면 위에서 서서히 회전하는 궤도로, 이 궤도에서는 인공위성의 주기와 지구의 자전 주기가 정확히 일치합니다. 정지궤도의 위치는 적도 평면 상에서 고도 35,786km에 위치해 있으며, 이 궤도를 "균형 포인트" 또는 "라그랑주 포인트"라고도 합니다.

지구의 중력은 정지위성을 정지궤도에 고정시키는 역할을 합니다. 지구의 중력은 인공위성을 지속적으로 지구 쪽으로 끌어당깁니다. 그러나 인공위성의 특정 속도와 방향을 조정하여 중력과 균형을 이루게 되면, 인공위성은 정지궤도에서 정지할 수 있습니다. 이는 인공위성이 중력에 의한 끌림과 운동량에 의한 힘의 균형을 유지하며 같은 지점에 머무를 수 있게 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

정지위성은 하늘에 떠 있는 멈춰 있는 것처럼 보이지만 지구 자전속도 맞춰 같이 돌기 때문에 떠 있는 것처럼 보입니다.

고속도로에 두차량이 같은 속도로 달리면 상대편 운전자들이 보기에는 두차량은 멈춰 있는 것처럼 보이듯이요.

Answer 4

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

인공위성은 지구를 공전하는 위성과 일정한 위치에 있는 정지위성으로 나뉩니다. 정지위성은 지구의 자전 속도와 동일한 속도로 공전하며 이를 위해 지구의 자전 속도와 동일한 속도로 운동하는 궤도를 유지합니다. 이를 위해 정지위성은 지구의 중력과 반대 방향으로 역중력을 발생시켜 균형을 유지합니다. 이러한 원리로 인해 정지위성은 항상 같은 지점을 바라보며 지구의 자전과 동일한 속도로 공전하게 됩니다. 이를 통해 정지위성은 우리가 필요로 하는 통신 날씨 예보 지리 정보 등 다양한 정보를 제공할 수 있게 됩니다. 감사합니다.

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Answer 5

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

정지위성은 지구 위 고도 36,000km 상공의 정지궤도에 위치하여 지구와 같은 속도로 공전하기 때문에 같은 곳에 떠 있는 것처럼 보입니다. 정지궤도는 지구 중력과 원심력이 서로 상쇄되어 위성이 움직이지 않고 떠 있을 수 있는 특정한 궤도입니다.

Answer 6

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

정지궤도 위성은 지구에서 약 36,000km 떨어진 고도에서 공전하며, 이 높이를 정지궤도라고 합니다. 즉, 이 위치에서 인공 위성은 지구의 자전 속도와 동일하게 지구를 공전할 수 있기 때문에 지구에서 보면 위성이 항상 같은 위치에 있는 것처럼 보입니다.

이러한 이유는 지구의 중력과 위성의 원심력 사이의 균형 때문에 가능하며 이러한 특성 때문에 정지 궤도 위성은 통신, 중계, 관측 등의 용도로 널리 사용됩니다.

그러나 실제로는 위성의 궤도가 조금씩 바뀝니다. 이는 '궤도 섭동력’이라는 위성의 원운동을 방해하는 힘이 작용하기 때문이며 따라서 인공위성은 가동하는 동안 궤도에서 이탈하지 않도록 수시로 궤도를 조정 제어해야 하죠.