인공위성 원리

[그대로]

인공위성이 떠있을 수 있는 이유는 중력과 원심력이 같기 때문에
계속 떠 있다고 합니다.

373km에 우주 정거장

500km에서 1500km사이에 놓이는 저궤도 위성
5000km에서 15000km의 중궤도위성
35786km에서의 정지궤도 위성

지구에 가까울수록 빨리돌고 멀수록 늦게 돕니다.
가까우면 중력이 세기 때문에 빨리 돌려주어야 떨어지지 않는 논리입니다.

F는 F=ma 에서(m: 질량, a: 가속도), a는 rw²으로 나타낼수 있습니다
(w: 각속도: 일정 단위 시간동안 원에서 움직이는 중심각)
결국 이 힘과, 만유인력이 같아지게 될때 인공위성은 지구를 벗어나지도 않고,
지구로 떨어지지도 않고, 지구 위를 원운동하는 것입니다.
그렇다면 mrw²=GMm/r²

속도 w는 일정 단위시간당, 원을 도는 속도인데,
이것은 원 한바뀌 도는 시간인 주기 당, 원 한바뀌의 거리 2ㅠr(2 파이 r)로,
T= 2ㅠr/w 로 나타낼 수 있습니다.

그러면 최종적으로 rw² = GM/r² = 4ㅠ²r/T² T² = 4ㅠ²r³/GM 이 됩니다.

먼저 인공위성의 높이를 알려면, 지구와 인공위성
사이의 거리를 지구 반지름 + 인공위성의 고도(미지수로 놓고)위의
r값에 대입하여 풀면, 약 35,000Km 정도로 나오고,
주기 T는 약 2시간으로 나옵니다. 따라서 하루가 24시간이므로,
인공위성은 하루에 지구를 12바뀌 정도 도는 셈이 되지요.