우주천제중에서, 위성이라는 것이 행성에 추락이나 충돌하지 않고 계속 돌 수 있는 이유가 설명되나요?

Question

천문우주적 관점에서

위성이라면

일반적으로 더 큰 천체, 주로 행성을 지칭하는 천체 주위를 공전하게 되는

작은 천체로 정의되겠는데요.

지구로 보면 달

목성으로 보면 가니메데

토성으로 보면 타이탄 등이 대표적이라 하겠습니다.

저 자세히 말하자면

위성은 질량이 더 큰 천체의 중력에 귀속되어 그 주위를 일정 궤도로 도는 천체라 할 수 있는데

자연적으로 형성된 위성 외에

인간이 만든 인공물체도 인공위성 이라는 명칭을 가지고, 행성 주위를 돌고 있습니다.

그렇다면

자연적이든 인공적이든

그 위성이라는 천체가

중력의 영향을 받고 있는 천체인데

어떻게 행성에 추락이나 충돌을 일으키지 않고

계속 궤도를 유지하며 돌 수 있나요?

Answer 1

위성은 행성 주위를 계속 돌수 있는게 중력으로 끌어당겨지는 힘과 위성이 앞으로 나아가려는 속도 사이의 균형으로 인해 나타나게 되며 이에 대한 원리는 뉴턴이 설명하였지요. 대포실험이 그 예인데 산꼭대기에서 수평으로 대포를 쏘고 너무 느리게 되면 땅에 떨어지지만, 빠르면 지구를 벗어나게 된다. 하지만 이를 정확한 속도로 쏘게 되면 지구 곡룔을 따라 영원히떨어지게 된다. 이러한 현상은 위성이 실제로 끊임없이 행성을 향해 계속 떨어지지만 수평 속도가 너무 빠르기에 행성의 곡률에 맞춰 지면에 부딪히지 않게 되는것입니다. 즉 궤도운동이란 행성에 영원히 떨어지고 있는 운동을 나타내는 것이지요. 추락은 속도가 줄어들어 중력이 우세할때 발생하며 탈출은 속도가 너무 빨라 중력에서 벗어나면서 발생하게 되는것이지요.