정지궤도 위성? 인공위성 궤도의 종류를 정리해 봤습니다.

인공위성의 궤도와 이에 따른 고도, 속도차이

오늘 대한외국인 방송에서 홍자가 우리나라 정지궤도 기상위성 이름을 맞춰서 화제가 되고 있는데요,

우리나라 정지궤도 기상위성인 "천리안"을 딱 맞췄기 때문이죠^^. 우리나라 사람들도 많이 모를텐데,,^^.

그런데, 이 이름을 보면 뭔가 이상하지 않나요? 정지궤도? 그럼 인공위성이 멈춰있다는 건가?

이렇게 생각하시는 분들도 많으실텐데요, 엄밀히 말하면 정지해 있는게 아니라 정지한 것처럼 보이는거죠.

이 정지궤도에 대해 풀어보면서 다른 궤도의 종류도 한번 같이 정리해 보았습니다^^.

위성 궤도의 높이에 따른 종류

위성의 궤도는 지표(땅)에서 얼마나 높은 고도를 도느냐에 따라 저궤도, 중궤도, 정지궤도, 고궤도로 나눠집니다.

저궤도는 250~2,000km, 중궤도는 2,000~36,000km, 정지궤도는 딱 36,000km, 고궤도는 36,000km 이상이에요.

지구 지름이 약 12,800km 정도가 되니까 정지궤도는 지구지름의 세 배 조금 안되는 높이가 되는거죠. 

고도의 차이는 곧 위성에 붙어 있는 카메라 등 센서장비의 해상도 문제와 연결이 되기 때문에 더 자세하고 해상도가 높은 촬영을

필요로 할 경우에는 더 낮은 궤도를 돌게 되니까 지구관측위성이나 첩보위성들은 고도를 낮춰 200km 궤도로 내려갔다가 다시 

원래 궤도로 돌아가기도 한다고 하네요.

우주정거장도 저궤도인데요, 우주비행사들이 오고가기 쉬워야 하고 연구에 필요한 물품을 종종 운송해야 하니까

비교적 낮은 350km 궤도에 있다고 하네요.

그에 비해 GPS와 같은 위치정보위성, 항법위성은 건물의 위치, 이동경로 등의 정보가 필요하기 때문에 약 2,000~30,000km 

정도의 중궤도에 위치한다고 하구요,

더 먼 곳에서 더 넓은 지역을 커버해야 하는 무궁화위성 같은 통신위성들은 이동통신의 커버리지를 넓혀 통신중계를 해야하니까

중궤도보다 높은 정지궤도에 자리를 잡게 되죠.

그리고 통신위성과 기상위성은 한 번에 넓은 지역을 커버해야 날씨 변화를 예측할 수 있기 때문에 이렇게 높은 고도에 있는거구요.

(그 위치가 계속 바뀌면 안되니 정지궤도에서 지구의 같은 부분을 계속 바라보는 것이구요.)

추가로, 정지궤도란 위에서 먼저 조금 설명했지만, 지구가 자전하는 것을 고려해서 이와 동일한 속도로 돌아 같은 지역을 

계속 바라볼 수 있도록 도는 위성이라 (위성의 공전주기와 지구의 자전주기를 일치시켜서) 지구 입장에서 보았을 때에는

마치 정지해 있는 것과 같아서 정지궤도 위성이라고 불러요.

위성궤도의 궤적에 따른 분류

위성은 어쨌든 지구를 돌아야 하기 때문에 적도를 비행하는 적도궤도와 남북극을 가로지르는 극궤도로도 나눌 수 있어요.

정지궤도위성이 바로 이 적도궤도를 이용하는데, 적도궤도를 지나며 지구 자전속도를 맞춰 공전하게 되면

지상에서 망원경을 통해 관측할 경우 항상 같은 자리에 있는 것처럼 보이고, 그래서 넓은 지역을 커버하고 같은 곳을 커버하는

통신, 기상위성들이 이 궤도를 이용해요.

극궤도는 남극과 북극을 지나는데 지구가 자전을 하기 때문에 극궤도위성은 지구 전체를 관찰할 수 있어요.

예를 들면 전문요리사들이 사과를 깎을 때 꼭지를 잡고 위에서 아래로 삭삭 깎잖아요? 그렇게 궤도는 위아래로 움직이는데

지구가 자전(사과를 돌리면)하니 모든 면적을 다 지나게 되는거죠.

극궤도는 지구 전체를 관찰할 수 있기 때문에 지구관측위성이나 첩보위성이 이용한 궤도에요.

위성궤도의 형태에 따른 분류

위성의 궤도가 원형이 아니라 타원형일 수도 있는데요, 이렇게 원궤도, 타원궤도로 분류할 수도 있어요.

위성이 원궤도와 타원궤도를 비행하는 것은 위성의 속도와 관계가 있는데요, 이 인공위성이

초속 7.9km (7.9km/s)로 비행하면 원궤도를 돌게 되는 반면 이 속도보다 빨라지면 궤도가 타원으로 변하게 되죠.

지구 표면을 관측하거나 지구와 일정하게 통신을 주고받는 지구관측위성, 항법위성, 통신위성은 모두

지표와 항상 거리가 같은 원궤도를 도는 위성인데요,

실험위성이나 우주관측위성처럼 지구 보다 우주의 한 점을 바라보는 것이 더 중요한 임무인 위성들은

타원궤도를 돌면서 목표지점으로 빠르게 이동하는 것이죠.

 

이렇게 인공위성의 궤도에 대해 알아보았는데요,

TV를 보다가 정지궤도? 항법위성? 이런 이야기가 나올 때 

오늘 글 내용 잘 기억해 두셨다가 한번 상식을 자랑해 보시는건 어떨까요~?ㅎㅎㅎ

도움 되셨길 바래요^^