위성의 물리학 :궤도로의 여행
위성은 궤도에 머무르기 위해 물리학의 섬세한 균형에 의존하는 매혹적인 물체입니다. 주요 개념의 고장은 다음과 같습니다.
1. 중력의 그립 :
* 뉴턴의 보편적 중력 법칙 : 지구의 중력 풀은 위성을 궤도에 유지하는 것입니다. 이 힘은 지구의 질량과 위성에 비례하며 중심 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.
* 중심력 : 궤도에 머무르기 위해서는 위성이 끊임없이 지구를 향해 떨어져야합니다. 이 "떨어지는"운동은 실제로 중심력에 의해 유지되는 연속 원형 경로입니다. 중력은이 힘으로 작용하여 위성을 지구 중심으로 끌어 당깁니다.
2. 힘의 균형 :
* 궤도 속도 : 위성의 속도는 궤도를 유지하기 위해 옳은 일이어야합니다. 너무 느리면 중력이 그것을 끌어 당깁니다. 너무 빠르면 지구의 중력을 피할 수 있습니다. 이 이상적인 속도를 궤도 속도라고합니다.
* 원형 궤도 : 원형 궤도에서 위성은 지구에서 일정한 거리를 유지합니다. 그 속도는 항상 중력 방향에 수직이며 원형 경로를 보장합니다.
* 타원형 궤도 : 많은 위성은 타원형 경로를 따릅니다. 이는 지구에서의 거리는 궤도 전체에 따라 다릅니다. 이는 초기 출시 조건의 변화 때문입니다.
3. 주요 개념 :
* 궤도 기간 : 위성이 지구 주위에 하나의 궤도를 완성하는 데 걸리는 시간. 이 기간은 위성의 고도와 지구 질량에 달려 있습니다.
* 궤도 고도 : 지구 표면에서 위성까지의 거리. 고도가 높을수록 궤도 기간이 길다는 것을 의미합니다.
* apogee and perigee : 타원형 궤도에서, apogee는 지구에서 가장 먼 지점이며, Perigee가 가장 가까운 지점입니다.
4. 원형 궤도 너머 :
* geostationary 궤도 : 이 궤도는 고도로 전문화되어 있으며, 위성은 적도 위에 약 35,786km의 고도에 위치합니다. 그들은 지구의 회전과 동일한 궤도 기간을 가지고있어 지구 표면의 특정 지점에서 고정식으로 나타납니다. 이것은 커뮤니케이션 및 방송 위성에 중요합니다.
* 낮은 지구 궤도 (LEO) : 160 ~ 2,000 킬로미터의 고도에서 레오 궤도의 위성. 그들은 궤도 기간이 짧으며 지구 관찰, 과학 연구 및 내비게이션을 포함한 다양한 응용에 사용됩니다.
5. 궤도에 영향을 미치는 요인 :
* 대기 드래그 : 지구의 대기는 높은 고도에서도 위성에 소량의 드래그를 가해 속도를 늦추고 결국 지구로 떨어질 수 있습니다.
* 태양 복사 : 태양의 방사선은 위성에 약간의 압력을 가해 시간이 지남에 따라 궤도에 영향을 줄 수 있습니다.
* 중력 섭동 : 달과 태양의 중력 당김은 위성의 궤도에 약간의 변화를 일으킬 수 있습니다.
이러한 물리학 원리를 이해하는 것은 위성을 효과적으로 설계하고 작동하는 데 필수적입니다. 그들은 우리가 이러한 궤도를 통제하고 의사 소통, 내비게이션, 과학 연구 등을위한 능력을 활용할 수있게합니다.
