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정지궤도위성을 중심으로 정지궤도위성보다 낮은 궤도로 지구주위를 비행하는 인공위성과 높은 궤도로 지구주위를 비행하는 인공위성이 있다.
정지궤도위성은 적도 상공 약 36,000km의 정지궤도를 비행하는 위성이고, 정지궤도 이외의 궤도를 비행하는 것은 이동위성이다. 이동위성은 대부분 정지궤도위성보다 낮은 궤도를 비행하는 저궤도위성이지만 우주 탐사 위성과 같이 정지궤도위성보다 높은 궤도를 비행하는 것도 있으며, 남북 방향으로 이동하는 극궤도위성도 존재한다. 사용 목적에 따라 통신위성, 방송위성, 기상위성, 과학위성, 항행위성, 지구관측위성, 기술개발위성, 군사위성 등으로 분류된다.
정지궤도위성은 지구의 자전주기와 같아서 지표면에서 보면 위성이 상공의 한 지점에 정지해 있는 것처럼 보이는 위성이다. 만유인력의 법칙과 구심력을 사용하면 정지궤도위성이 지구로부터 얼마의 높이로 비행하고 있는지 알 수 있다.
만유인력의 법칙 :
정지궤도위성의 구심력 :
여기서 G는 만유인력상수, r = Re+h (Re는 지구 반지름, h는 지표면에서 위성까지 거리)로 지구중심으로부터 정지궤도위성까지 거리, M은 지구질량, m은 인공위성의 질량, v는 정지궤도위성의 속력이다. 정지궤도위성의 경우 인력과 구심력이 같으므로, 식을 정리하면 다음과 같다.
------①
다음으로 정지궤도위성의 주기 T는 24시간 또는 86,400초로 이미 알고 있으므로 속력 또한 알 수 있다. 정지궤도위성의 속력은 다음과 같다.
------②
②번식을 ①번식에 대입하면 r은 다음과 같다. (G=6.67×10-11 N·m2/kg2, M=5.9742×1024 kg, T=86,400초)
r = Re+h이므로 위에서 구한 r에서 지구반지름을 빼주면 정지궤도위성의 높이 h를 구할 수 있다. 위 식으로 구한 정지궤도위성의 높이는 약 36,000km로 실제 정지궤도위성의 궤도와 일치한다. 이동 위성의 궤도도 위와 같은 방법으로 구할 수 있다.
인공위성은 초속 7.9km~11.2km 사이에서 비행한다. 초속 7.9km 이하로 비행한다면 인공위성은 지구로 떨어진다. 반면 초속 11.2km 이상으로 비행한다면 인공위성은 지구로부터 탈출해 태양주위를 도는 인공행성이 될 것이다.
정지궤도위성은 지구와 같은 주기로 움직이기 때문에 안테나 등 수신 장치를 움직일 필요가 없어 통신위성과 방송위성 대부분이 정지위성으로 운용하고 있다. 세계 최초의 정지위성은 미국의 통신위성 SYNCOM 3호이다.
지구 표면은 물론 상당한 고도까지 분포하는 대기의 저항 등 감속요인을 생각하면 궤도고도는 지표로부터 상당히 멀게 할 필요가 있고, 보통 인공위성은 백수십 km 이상의 고도로 궤도를 주회(周回)한다. 따라서 인공위성을 궤도고도까지 운반함과 함께 궤도를 주회하는 속도를 주기 위해 로켓 동력비행체를 사용한다. 또 여러 가지 요인 때문에 궤도에 오차가 생기므로 그것을 수정하기 위한 제어시스템이 필요하다.
세계 최초의 인공위성은 1957년 10월 4일에 발사한 소련의 스푸트니크 1호이며, 대한민국 최초의 인공위성은 1992년 8월 11일에 발사한 우리별 1호이다.
정지궤도위성은 적도 상공 약 36,000km의 정지궤도를 비행하는 위성이고, 정지궤도 이외의 궤도를 비행하는 것은 이동위성이다. 이동위성은 대부분 정지궤도위성보다 낮은 궤도를 비행하는 저궤도위성이지만 우주 탐사 위성과 같이 정지궤도위성보다 높은 궤도를 비행하는 것도 있으며, 남북 방향으로 이동하는 극궤도위성도 존재한다. 사용 목적에 따라 통신위성, 방송위성, 기상위성, 과학위성, 항행위성, 지구관측위성, 기술개발위성, 군사위성 등으로 분류된다.
정지궤도위성은 지구의 자전주기와 같아서 지표면에서 보면 위성이 상공의 한 지점에 정지해 있는 것처럼 보이는 위성이다. 만유인력의 법칙과 구심력을 사용하면 정지궤도위성이 지구로부터 얼마의 높이로 비행하고 있는지 알 수 있다.
만유인력의 법칙 :
정지궤도위성의 구심력 :
여기서 G는 만유인력상수, r = Re+h (Re는 지구 반지름, h는 지표면에서 위성까지 거리)로 지구중심으로부터 정지궤도위성까지 거리, M은 지구질량, m은 인공위성의 질량, v는 정지궤도위성의 속력이다. 정지궤도위성의 경우 인력과 구심력이 같으므로, 식을 정리하면 다음과 같다.
------①
다음으로 정지궤도위성의 주기 T는 24시간 또는 86,400초로 이미 알고 있으므로 속력 또한 알 수 있다. 정지궤도위성의 속력은 다음과 같다.
------②
②번식을 ①번식에 대입하면 r은 다음과 같다. (G=6.67×10-11 N·m2/kg2, M=5.9742×1024 kg, T=86,400초)
r = Re+h이므로 위에서 구한 r에서 지구반지름을 빼주면 정지궤도위성의 높이 h를 구할 수 있다. 위 식으로 구한 정지궤도위성의 높이는 약 36,000km로 실제 정지궤도위성의 궤도와 일치한다. 이동 위성의 궤도도 위와 같은 방법으로 구할 수 있다.
인공위성은 초속 7.9km~11.2km 사이에서 비행한다. 초속 7.9km 이하로 비행한다면 인공위성은 지구로 떨어진다. 반면 초속 11.2km 이상으로 비행한다면 인공위성은 지구로부터 탈출해 태양주위를 도는 인공행성이 될 것이다.
정지궤도위성은 지구와 같은 주기로 움직이기 때문에 안테나 등 수신 장치를 움직일 필요가 없어 통신위성과 방송위성 대부분이 정지위성으로 운용하고 있다. 세계 최초의 정지위성은 미국의 통신위성 SYNCOM 3호이다.
지구 표면은 물론 상당한 고도까지 분포하는 대기의 저항 등 감속요인을 생각하면 궤도고도는 지표로부터 상당히 멀게 할 필요가 있고, 보통 인공위성은 백수십 km 이상의 고도로 궤도를 주회(周回)한다. 따라서 인공위성을 궤도고도까지 운반함과 함께 궤도를 주회하는 속도를 주기 위해 로켓 동력비행체를 사용한다. 또 여러 가지 요인 때문에 궤도에 오차가 생기므로 그것을 수정하기 위한 제어시스템이 필요하다.
세계 최초의 인공위성은 1957년 10월 4일에 발사한 소련의 스푸트니크 1호이며, 대한민국 최초의 인공위성은 1992년 8월 11일에 발사한 우리별 1호이다.
[네이버 지식백과] 인공위성 [artificial satellite, 人工衛星] (두산백과)
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2019.03.30.