과학 상식

코알라 아빠 2020. 11. 27. 10:48

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꽃의 색은 어떻게 만들어 질까?

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2020.05.26. 13:14  604 읽음

 

 

 

 

 

 

 

 

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과학 상식

코알라 아빠 2020. 11. 23. 13:01

천리안...우리나라 정지궤도 기상위성 이름이다. 정지궤도라는 명칭 때문에 인공위성이 멈춰있다고 생각하기 쉬운데,

사실은 정지해 있는게 아니라 정지한 것처럼 보이는것일 뿐이다.

 

정지 궤도란?

정지 위성이 존재할 수 있는 지표로부터 약 35,800km 거리의 적도면에서 정동쪽 방향으로 나가는 원형 궤도를 말한다.

즉, 고도가 지구 직경의 약 3배인 위성의 공전 주기와 지구의 자전 주기가 동일한 궤도이다. 이 궤도의 위성과 지표와의 상대적인 위치 관계는 그대로 두어도 변하지 않으므로 지표에서 보면 위성은 적도 상공의 한 지점에 머물고 있는 것같이 보인다. 이러한 이유로 통신 위성, 방송 위성을 비롯하여 항행 위성, 기상 위성 등의 많은 위성이 이 궤도를 사용하고 있다. 정지 위성 궤도는 전파 간섭 문제로 정지 궤도에 배치할 수 있는 위성의 수가 제한되기 때문에 국제전기통신연합(ITU)에서 국가 간 조정을 통하여 궤도를 결정한다.

즉, 지구의 자전속도와 같은 속도로 회전하는 물리적 특성 때문에 지구상에서 보면 항상 같은 곳에 정지해 있는 것처럼 보일 뿐이다

 

위성 궤도의 높이에 따른 종류

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

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

지구 지름이 약 12,800km 정도가 되므로 정지궤도 높이는 지구 지름의 세 배가 조금 안 된다. 

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 한다.

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

비교적 낮은 350km 궤도에 있다. 그에 비해 GPS와 같은 위치정보위성, 항법위성은 건물의 위치, 이동경로 등의

정보가 필요하기 때문에 약 2,000~30,000km 정도의 중궤도에 위치하게 된다.

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

중계를 해야하므로 중궤도보다 높은 정지궤도에 자리를 잡게 된다.

또한 통신 위성과 기상 위성은 한 번에 넓은 지역을 커버해야 날씨 변화를 예측할 수 있기 때문에 이렇게 높은

고도에 위치하게 된다. (그 위치가 계속 바뀌면 안 되므로 정지궤도에서 지구의 같은 부분을 계속 바라보게 된다.)

 

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 불린다.

 

위성궤도의 궤적에 따른 분류

위성은 어쨌든 지구를 돌아야 하므로 적도를 비행하는 적도궤도와 남북극을 가로지르는 극궤도로도 나눌 수 있다.

정지궤도위성이 바로 이 적도 궤도를 이용하는데, 적도 궤도를 지나며 지구 자전 속도를 맞춰 공전하게 되면

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

커버하는 통신, 기상위성들이 이 궤도를 이용한다.

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

예를 들면, 전문 요리사들이 사과를 깎을 때 꼭지를 잡고 위에서 아래로 삭삭 깎듯이 궤도는 위아래로 움직이는데

지구가 자전(사과를 돌리면)하니 모든 면적을 다 지나게 되는것 같은 현상이 발생한다.

극 궤도는 지구 전체를 관찰할 수 있기 때문에 지구관측위성이나 첩보위성이 이용한 궤도이ㅏ.

 

 

 

 

 

위성궤도의 형태에 따른 분류

위성의 궤도가 원형 뿐만 아니라 타원형일 수도 있는데, 이렇게 원궤도, 타원궤도로 분류할 수도 있다.

위성이 원궤도와 타원궤도를 비행하는 것은 위성의 속도와 관계가 있는데, 이 인공위성이 초속 7.9km

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

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

지표와 항상 거리가 같은 원궤도를 도는 위성인데, 실험 위성이나 우주관측위성처럼 지구 보다 우주의

한 점을 바라보는 것이 더 중요한 임무인 위성들은 타원궤도를 돌면서 목표지점으로 빠르게 이동하는 것이다.