인공위성

인공위성

유인과 무인의 2가지가 있으나 대부분이 무인 인공위성이다.

궤도비행하는 인공위성에 대한 착상은 아이작 뉴턴이 자신의 저서 〈자연철학의 수학적 원리 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica〉(1687)에서 처음으로 제안했다.

그는 산꼭대기에서 지평선과 평행하게 매우 빠른 속도로 발사된 포탄은 땅에 떨어지기 전에 지구 주위를 돌 것이라고 지적했다. "물체는 중력에 의해 지표면으로 바로 떨어지려고 하지만, 운동량으로 인해 물체는 곡선경로를 그리며 떨어진다. 속도가 더 커지면, 이 물체는 달의 궤도처럼 안정된 궤도로 올라가거나 지구로부터 완전히 벗어나게 된다"는 내용의 이론을 뉴턴이 제안한 지 약 300년이 지난 1957년 10월 4일 소련은 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사했다. 이 위성은 96분마다 지구 주위를 1바퀴씩 돌았으며, 이 위성이 전송한 간단한 무선신호는 전세계의 과학자들과 무선사들이 수신할 수 있었다.

미국은 3개월 뒤인 1958년 1월 31일에 처음으로 익스플로러 1호를 궤도에 쏘아올렸다. 익스플로러 1호에는 방사선 검출기가 설치되어 있어 2개의 밴 앨런 복사대 중 내대를 발견했다. 이 복사대는 태양에서 방출되는 입자가 전기적으로 하전되어 있는 지구 주위의 영역을 말한다. 이런 초기의 시도들이 있은 후 적어도 15개국 이상이 5,000대 이상의 인공위성을 발사하여 궤도에 올려놓았다. 이 위성들은 2개의 무선송신기만을 탑재한 수㎏의 작은 구에서부터 복잡한 장치를 갖춘 수t의 우주실험실까지 크기 및 형상이 매우 다양하며, 그 기능도 여러 가지이다.

과학위성은 주로 지표 및 대기에 관한 자료수집과 천체관측용으로 이용되며, 기상위성은 기상예보에 필요한 구름사진과 기상조건을 전송한다. 통신위성은 세계 각 지역간의 전화통화, 라디오, 텔레비전 프로그램, 데이터 통신 등을 중계한다.

항법위성은 선박과 비행기의 승무원들이 어떠한 일기에서도 자신들의 위치를 결정할 수 있게 한다. 또한 어떤 위성들은 정찰이나 감시와 같이 군사적 목적으로 쓰이기도 한다. 위성은 다른 궤도에 놓여질 수 있고, 궤도는 대개 위성의 기능에 의해 결정된다. 예를 들면, 대부분의 기상 및 정찰 위성은 극궤도로 발사되는데, 이 궤도에서 지구의 극축은 이 궤도면 위의 한 선이다. 지구는 자전하고 그 위에서 위성이 이 극궤도를 돌고 있기 때문에 전지표면 상공을 지나게 되므로 지구의 모든 곳을 관측할 수 있다.

통신위성은 인구 밀도가 가장 높은 곳을 통과하는 적도 궤도에 놓여 서에서 동으로 회전한다. 방송망을 이루는 통신위성은 지상에서 3만 5,890㎞ 높이까지 발사된다. 이 높이에서는 위성의 운동과 지구 자전이 일치하여 위성이 한 지역 상공에 고정된다. 3대의 통신위성이 이러한 동기궤도에 적절히 배치되어 움직이면 전세계 지상국간의 신호를 중계할 수 있다.→ 우주탐사