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인공위성

  • 인공위성의 궤도와 속도

       위성의 궤도는 높이(고도)에 따라 저궤도(250~2000km), 중궤도(2000~3만 6,000km), 정지궤도(3만 6,000km), 고궤도(3만 6,000km 이상)로 나눌 수 있다. 지구관측위성이나 첩보위성은 지구 표면을 관찰해야 하기 때문에 낮은 궤도를 돈다. 첩보위성들은 목표를 더 자세히 관찰해야 하는 경우 고도가 낮은 고도 200km 궤도로 옮겨갔다가 다시 원래 궤도로 돌아가기도 한다. 우주정거장 역시 우주비행사들이 오고 가야 하고 우주에서의 생활이나 연구에 필요한 물품들을 종종 보내야 하기 때문에 비교적 낮은 350km 궤도에 있다.

      그에 비해 위치정보위성(GPS)과 같은 항법위성은 지구에 있는 건물의 위치나 이동수단의 경로를 알려줘야 하기 때문에 고도 약 2000km~ 3만km 사이인 중궤도에 위치해있다.

      무궁화위성 같은 통신위성들은 이동통신이 잘 이뤄질 수 있도록 최대한 넓은 범위에서 통신 중계를 해야 하기 때문에 중궤도보다 높은 정지궤도에 있다. 천리안위성 같은 기상위성도 한 번에 넓은 지역을 관찰해야 날씨 변화를 예측할 수 있으므로 정지궤도에 자리 잡는다.

      고도에 따라 위성의 궤도 속도도 다르다. 고도 700km에 위치한 다목적실용위성은 초속 7.5km로, 고도 1만 km에 위치한 중궤도 위성은 초속 4.9km로, 고도 3만 6,000km에 위치한 정지궤도위성은 초속 약 3km로 비행한다.  

  • 인공위성의 궤도와 속도

      위성은 지구의 적도를 비행하거나 남극과 북극을 가로질러 비행하기 때문에 적도 궤도와 극궤도 두 가지로 나눌 수 있다.

      적도궤도는 적도와의 차이가 0도가 되는 곳으로, 적도궤도에 있는 위성은 지구의 자전속도에 맞추어 공전하며 지상에서 망원경을 통해 관측을 한다면, 항상 같은 자리에 있는 것처럼 보인다. 광범위한 특정지역의 통신, 기상 등을 관측하는 통신, 기상 위성들이 적도 궤도를 이용한다.

      극궤도는 적도와 90도의 각도를 이루는 궤도로, 남극과 북극을 지난다. 지구가 동서로 자전하는 동안 극궤도 위성은 남북으로 비행하기 때문에 지구 전체를 관찰할 수 있다는 이점이 있다. 따라서 극궤도는 지구관측위성이나 첩보위성이 이용한다.  

  • 인공위성의 궤도와 속도

      모양에 따라서도 원궤도와 타원궤도로 나눌 수 있다. 원궤도는 지구를 중심으로 볼링공 모양과 같이 동그랗게 도는 궤도를 말한다. 반면 타원궤도는 달걀모양과 같이 궤도에서 지구까지 아주 가까운 지점과 아주 먼 지점이 있다. 이러한 차이는 인공위성의 임무에 따라 위성의 공전 속도가 다르기 때문이다.

      위성이 원궤도와 타원궤도를 비행하는 것은 위성의 속도와 관계가 있다. 인공위성이 초속 7.9km의 속도로 비행하면 원궤도를 돌며 이 속도보다 빠르게 움직이면 궤도는 원 모양을 벗어나서 타원 모양이 된다. 지구 표면을 관측하거나 지구와 계속 통신을 주고받아야 하는 지구관측위성이나 항법위성, 통신위성들은 지표면과 거리가 항상 일정한 원궤도를 주로 이용한다.

      그러나 실험위성이나 우주관측위성처럼 우주의 한 점을 바라보는 것이 더 중요한 임무인 위성들은 타원 궤도를 돌며 목표 지점으로 빠르게 이동한다. 

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