About 인공위성
우주 관련 기기 중에는 제일 친숙한 장치인 인공위성.
하지만 대체 어떤 원리로 작동하는지, 정확히 무슨 일을 하는지 떠올리려 하면 쉽지 않다.
인공위성에 대해 짧고 굵게 알아보자!
#01 인공위성이 뭐야?
일단 ‘위성’이 무언지 알아볼까? 위성이란 행성의 인력[1]에 끌려 그 둘레를 도는 천체를 말한다. 이때 행성의 인력과, 위성의 원심력[2]이 서로 균형을 이루기 때문에 위성이 행성의 주변을 계속 뱅뱅 도는 것! 지구 주변을 도는 달이 대표적인 자연 위성이다.
인공위성은 인간이 특수한 목적을 가지고 지구 주위를 돌게 만든 위성이다. 보통 로켓에 실려 발사되는데, 지구 주변의 궤도에 오른 인공위성이 계속 회전하기 위해서는 수평방향으로 초속 7.9㎞ 이상의 속도를 유지해야 한다. 그런데 초속 11.3㎞ 이상이 되어버리면 인공위성의 원심력이 지구의 인력을 능가하기 때문에 궤도를 탈출하니 조심, 또 조심!
#02 어느 궤도를 도느냐에 따라 하는 일이 다르다는데?
육상선수는 달리는 트랙에 따라 장거리, 단거리, 마라톤 선수로 구분된다. 인공위성도 지구 궤도 어디를 도느냐에 따라 임무나 성질이 다르다! 한번 살펴볼까?
저궤도지구 상공 300~2000km : 지구와 가장 가까워서 군사위성, 관측위성 등 관찰이 주 임무인 위성이 머무는 궤도. 현재 지구 궤도를 도는 위성의 50% 이상이 저궤도 위성이다. 아주 높은 궤도에 자리할 것 같은 우주정거장 역시, 우주비행사들이 필요한 물품을 지구에서 빨리 공급할 수 있어야 하므로 이곳에 위치한다.
극궤도지구 상공 800~2000km : 남극과 북극을 통과하는 궤도다. 지구가 동서로 자전하는 동안 극궤도 위성은 남북으로 비행하기 때문에 지구 전체를 관찰할 수 있다. 그래서 지구관측위성이나 첩보위성이 이 궤도로 많이 돌아다닌다.
중궤도지구 상공 2000~3만 6000km : 이동 중인 비행기나 배, 자동차 등이 현재 위치를 측정할 수 있도록 GPS 자료를 제공하는 항법위성 대다수가 이 궤도에 위치한다.
정지궤도지구 상공 3만 5786km : 인공위성의 회전 주기가 지구의 자전 주기와 같아서, 지구에서 봤을 때 인공위성이 멈춰 있는 것처럼 보이는 궤도이다. 지속적인 관찰이 가능한 궤도라 안정성이 중요한 기상 위성이나 통신 위성이 여기에 위치한다.
고궤도지구 상공 3만 5786km 이상 : 일반적인 관측을 하기엔 너무 높아서 잘 활용되지 않지만, 핵폭발을 관측하는 미국의 VELA 위성이 이 구역을 돌아다닌다.
한편, 궤도의 높이 말고 궤도의 모양으로 인공위성을 구별하기도 한다. 인공위성의 궤도는 크게 원 모양과 타원 모양으로 구별된다.
원궤도 : 지구를 중심으로 동그랗게 도는 궤도. 지구 표면을 일정하게 관측하거나 지구와 계속 통신을 주고받아야 하는 항법위성, 통신위성 등이 여기에 위치한다.
타원궤도 : 지구를 중심으로 달걀처럼 타원 모양으로 도는 궤도. 우주관측위성처럼, 지구보다는 우주의 특정 지점을 파악하는 것이 중요한 위성이 여기를 돌아다닌다.
