지구 저궤도

Low Earth orbit
GPS, GLONASS, 갈릴레오, 베이두-2, 이리듐 별자리, 국제우주정거장, 허블우주망원경, 정지궤도(및 그 묘지궤도)의 궤도 크기 비교를 반알렌 방사선 벨트와 지구와 스케일을 조정한다.[a]
달의 궤도는 정지궤도보다 9배 정도 크다.[b](SVG 파일에서 궤도 또는 그 라벨 위를 가리켜 강조 표시하고, 문서를 로드하려면 클릭하십시오.)

지구 저궤도(LEO)는 행성 근처의 지구 중심 궤도로, 종종 128분 이하의 기간(하루 최소 11.25 궤도를 만들고)과 이심률이 0.25 미만인 것으로 지정된다.[1]우주에 있는 대부분의 인공 물체는 LEO에 있으며, 고도는 지구 반경의 약 3분의 1을 넘지 않는다.[2]

LEO 지역이라는 용어는 고도 2,000 km(1,200 mi) 이하의 우주 면적(지구 반지름의 약 1/3)에도 사용된다.[3]이 구역을 통과하는 궤도의 물체는, 비록 그들이 더 멀리 떨어져 있거나 혹은 하위 궤도인 경우에도, 그것들이 많은 LEO 위성에 충돌 위험을 나타내기 때문에, 조심스럽게 추적된다.

지금까지 승무원이 탑승한 우주정거장은 모두 LEO 내에 있었다.1968년부터 1972년까지 아폴로 프로그램의 달 임무는 인간을 LEO를 넘어 보냈다.아폴로 프로그램이 끝난 이후, 어떤 인간 우주 비행도 LEO를 넘어서지 못했다.

특성 정의

다양한 소스가[4][5][6] 고도에서 LEO를 정의한다.타원 궤도에 있는 물체의 고도는 궤도를 따라 크게 달라질 수 있다.원형 궤도의 경우에도 지구의 스피로이드 형상과 국지 지형이 없어 지상의 고도는 최대 30km(19mi)까지 차이가 날 수 있다(특히 극궤도의 경우).고도에 기초한 정의는 본질적으로 모호하지만, 케플러의 제3법칙에 따르면 이것은 반주요축인 8,413km(5,228mi)에 해당하기 때문에 대부분 128분 궤도주기에 의해 지정된 범위 내에 든다.원형 궤도의 경우 이는 지구 평균 반경 위 2,042 km(1,269 mi)의 고도에 해당하며, 이는 일부 LEO 정의에서 일부 상한과 일치한다.

LEO 영역은 일부 소스에 의해 LEO 궤도가 차지하는 공간의 영역으로 정의된다.[3][7][8]일부 고타원 궤도는 가장 낮은 고도(또는 근위) 근처에 있는 LEO 지역을 통과할 수 있지만 최고 고도(또는 아포지)가 2,000km(1,200mi)를 초과하기 때문에 LEO 궤도에 있지 않다.아궤도 물체는 또한 LEO 지역에 도달할 수 있지만 대기권에 재진입하기 때문에 LEO 궤도에 있지 않다.LEO 궤도와 LEO 영역의 구별은 특히 LEO에 있지 않을 수 있지만 LEO 궤도의 위성이나 파편과 충돌할 수 있는 물체 사이의 충돌 가능성의 분석에 중요하다.

궤도 특성

안정적인 낮은 지구 궤도를 유지하기 위해 필요한 평균 궤도 속도는 초당 약 7.8km(17,000mph)이지만 더 높은 궤도를 위해 감소한다.200km(120mi)의 원형 궤도에 대해 계산하면 7.79km/s이고, 1500km(930mi)의 경우 7.12km/s이다.[9]낮은 지구 궤도를 달성하기 위해 필요한 발사체 델타-v는 약 9.4 km/s에서 시작한다.발사와 관련된 대기 및 중력 손실은 일반적으로 LEO 궤도 속도에 1.3–1.8 km/s를 더한다.[clarification needed][10]

Orbitalaltitudes.svg

LEO의 중력의 당김은 지구 표면보다 약간 적다.지구 표면에서 LEO까지의 거리가 지구 반지름보다 훨씬 짧기 때문이다.그러나 궤도에 있는 물체는, 그것을 지탱하는 힘이 없기 때문에, 정의상, 자유낙하에 있다.결과적으로 사람을 포함한 궤도에 있는 물체들은 무중력 상태를 경험한다.

LEO의 물체는 궤도 높이에 따라 열권(표면 위 약 80~600km) 또는 외부권(약 600km 또는 400mi 이상)의 기체로부터 대기 드래그에 직면한다.300km(190mi) 이하의 고도에 도달하는 위성의 궤도는 대기 항력으로 인해 빠르게 붕괴된다.LEO의 물체는 대기의 더 밀도가 높은 부분과 내부 밴 앨런 방사선 벨트 아래 사이의 지구 궤도를 돈다.

적도 저궤도(ELEO)는 LEO의 일부분이다.이러한 궤도들은 적도에 대한 경사가 낮은 지구상의 저위도 지역의 빠른 재방문 시간을 허용하며 지구의 자전에 관한 직접적인(역행하지 않는) 방향을 갖는다면 어떤 궤도에서든 델타-V 요구 조건(즉, 연료 소비량)이 가장 낮다.적도에 대한 기울기각이 매우 높은 궤도를 보통 극궤도 또는 태양-동기 궤도로 부른다.

더 높은 궤도는 중간 원궤도(ICO)라고도 불리는 중간 지구 궤도(MEO)를 포함하며, 그 위로는 정지궤도(GEO)를 포함한다.저궤도보다 높은 궤도는 강렬한 방사선과 전하 축적으로 인한 전자부품의 조기 고장으로 이어질 수 있다.

2017년 규제 신고에서 '매우 낮은 지구' 궤도가 보이기 시작했다.약 450km(280mi) 이하에서 "VLEO"로 불리는 이들 궤도는 일반적으로 너무 빨리 붕괴되어 경제적으로 유용할 수 없는 궤도에서 작동하기 때문에 궤도를 올리는 데 새로운 기술을 사용해야 한다.[11][12]

사용하다

국제우주정거장의 약 반 궤도.

낮은 지구 궤도는 위성 배치를 위해 가장 낮은 양의 에너지를 필요로 한다.높은 대역폭과 낮은 통신 지연 시간을 제공한다.LEO의 인공위성과 우주정거장은 승무원과 서비스를 위해 더 접근이 용이하다.

인공위성을 LEO에 장착하는 데 에너지가 덜 필요하고, 성공적인 전송을 위해 그곳의 인공위성은 덜 강력한 증폭기가 필요하기 때문에, LEO는 이리듐 전화 시스템과 같은 많은 통신 어플리케이션에 사용된다.일부 통신 위성은 훨씬 높은 정지궤도 궤도를 사용하며 지구와 같은 각 속도로 지구상의 한 위치 위에 정지해 있는 것처럼 움직인다.

단점들

지구 동기 위성과는 달리, LEO의 위성은 시야가 좁아서 한 번에 지구의 일부분만 관측하고 통신할 수 있다.즉, 지속적인 커버리지를 제공하기 위해 인공위성의 네트워크(또는 "구성")가 필요하다.LEO의 하부 지역의 위성도 빠른 궤도 붕괴를 겪으며 안정적인 궤도를 유지하기 위해 주기적인 재부스팅을 하거나 오래된 인공위성이 재진입할 때 교체 위성을 발사해야 한다.

예

소설로

이전

  • 중국 톈궁 1호 기지는 2018년 탈선하기까지 약 355km(221mi)의 궤도에 있었다.[16]
  • 중국 톈궁 2호 역은 2019년 탈궤도까지 약 370km(230mi)의 궤도에 있었다.
  • GOCE와 같은 중력계 임무는 지구 중력장을 최고 민감도로 측정하기 위해 약 255km(158mi)의 궤도를 돌았다.대기 정체로 인해 임무 수명이 제한되었다.GRACE와 GRACE-FO는 약 500 km (310 mi)의 궤도를 돌고 있었다.

우주 잔해

LEO 환경은 물체 발사 빈도 때문에 우주 파편들로 혼잡해지고 있다.[17]궤도 속도에서의 충돌은 위험하거나 치명적일 수 있기 때문에, 이것은 최근 몇 년 동안 증가하는 우려를 야기시켰다.충돌은 케슬러 증후군으로 알려진 도미노 효과를 생성하면서 추가적인 우주 파편을 발생시킬 수 있다.미국 전략사령부(옛 미국 우주사령부)의 일부인 복합우주작전센터는 LEO에서 10cm 이상의 물체 8500여 점을 추적하고 있다.[18]아레시보 천문대 연구에 따르면, 궤도에 2mm보다 큰 100만 개의 위험 물체가 있을 수 있는데,[19] 이것은 지구에 기반을 둔 관측소에서는 볼 수 없을 정도로 작다.[20]

참고 항목

메모들

  1. ^ Orbital periods and speeds are calculated using the relations 4π2R3 = T2GM and V2R = GM, where R is the radius of orbit in metres; T is the orbital period in seconds; V is the orbital speed in m/s; G is the gravitational constant, approximately 6.673×10−11 Nm2/kg2; M is the mass of Earth, approximately 5.98×1024 kg (1.318×1025 lb).
  2. ^ 그때는 달 가장 가까운 약 8.6배(그,.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac .num,.mw-parser-output.sfrac .den{은( 반지름과 길이에).디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}363,104 km/42,164 km=, 9.6시기 달 가장 먼(그, 405,696 km/42,164 km은).

참조

  1. ^ "Current Catalog Files". Archived from the original on June 26, 2018. Retrieved July 13, 2018. LEO: Mean Motion > 11.25 & Eccentricity < 0.25
  2. ^ Sampaio, Jarbas; Wnuk, Edwin; Vilhena de Moraes, Rodolpho; Fernandes, Sandro (2014-01-01). "Resonant Orbital Dynamics in LEO Region: Space Debris in Focus". Mathematical Problems in Engineering. 2014: Figure 1: Histogram of the mean motion of the cataloged objects. doi:10.1155/2014/929810. Archived from the original on 2021-10-01. Retrieved 2018-07-13.
  3. ^ a b "IADC Space Debris Mitigation Guidelines" (PDF). INTER-AGENCY SPACE DEBRIS COORDINATION COMMITTEE: Issued by Steering Group and Working Group 4. September 2007. Archived (PDF) from the original on 2018-07-17. Retrieved 2018-07-17. Region A, Low Earth Orbit (or LEO) Region – spherical region that extends from the Earth's surface up to an altitude (Z) of 2,000 km
  4. ^ "Definition of LOW EARTH ORBIT". Merriam-Webster Dictionary. Archived from the original on 2018-07-08. Retrieved 2018-07-08.
  5. ^ "Frequently Asked Questions". FAA. Archived from the original on 2020-06-02. Retrieved 2020-02-14. LEO refers to orbits that are typically less than 2,400 km (1,491 mi) in altitude.
  6. ^ Campbell, Ashley (2015-07-10). "SCaN Glossary". NASA. Archived from the original on 2020-08-03. Retrieved 2018-07-12. Low Earth Orbit (LEO): A geocentric orbit with an altitude much less than the Earth's radius. Satellites in this orbit are between 80 and 2000 kilometers above the Earth's surface.
  7. ^ "What Is an Orbit?". NASA. David Hitt : NASA Educational Technology Services, Alice Wesson : JPL, J.D. Harrington : HQ;, Larry Cooper : HQ;, Flint Wild : MSFC;, Ann Marie Trotta : HQ;, Diedra Williams : MSFC. 2015-06-01. Archived from the original on 2018-03-27. Retrieved 2018-07-08. LEO is the first 100 to 200 miles (161 to 322 km) of space.{{cite news}}: CS1 maint : 기타(링크)
  8. ^ Steele, Dylan (2016-05-03). "A Researcher's Guide to: Space Environmental Effects". NASA. p. 7. Archived from the original on 2016-11-17. Retrieved 2018-07-12. the low-Earth orbit (LEO) environment, defined as 200–1,000 km above Earth's surface
  9. ^ "LEO parameters". www.spaceacademy.net.au. Archived from the original on 2016-02-11. Retrieved 2015-06-12.
  10. ^ Swinerd, Graham (2008). How Spacecraft Fly. Praxis Publishing. pp. 103–104. ISBN 978-0387765723.
  11. ^ Crisp, N. H.; Roberts, P. C. E.; Livadiotti, S.; Oiko, V. T. A.; Edmondson, S.; Haigh, S. J.; Huyton, C.; Sinpetru, L.; Smith, K. L.; Worrall, S. D.; Becedas, J. (August 2020). "The Benefits of Very Low Earth Orbit for Earth Observation Missions". Progress in Aerospace Sciences. 117: 100619. arXiv:2007.07699. Bibcode:2020PrAeS.11700619C. doi:10.1016/j.paerosci.2020.100619. S2CID 220525689. Archived from the original on 2021-03-19. Retrieved 2021-03-29.
  12. ^ Messier, Doug (2017-03-03). "SpaceX Wants to Launch 12,000 Satellites". Parabolic Arc. Archived from the original on 2020-01-22. Retrieved 2018-01-22.
  13. ^ "Higher Altitude Improves Station's Fuel Economy". NASA. Archived from the original on 2015-05-15. Retrieved 2013-02-12.
  14. ^ Holli, Riebeek (2009-09-04). "NASA Earth Observatory". earthobservatory.nasa.gov. Archived from the original on 2018-05-27. Retrieved 2015-11-28.
  15. ^ "Space station from 2001: A Space Odyssey".
  16. ^ ""天宫一号成功完成二次变轨"". Archived from the original on 2011-11-13. Retrieved 2020-10-13.
  17. ^ United Nations Office for Outer Space Affairs (2010). "Space Debris Mitigation Guidelines of the Committee on the Peaceful Uses of Outer Space". Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC). Retrieved October 19, 2021.{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크)
  18. ^ 자료표: 2010-02-03 Wayback Machine에 보관된 공동 공간 운영 센터
  19. ^ "archive of astronomy: space junk". Archived from the original on 2017-03-20. Retrieved 2009-04-15.
  20. ^ ISS 레이저 빗자루, 웨이백 머신에 Orion Archived 2011-07-28 프로젝트

Public Domain이 기사는 미국 항공우주국의 웹사이트나 문서의 공개 도메인 자료를 통합하고 있다.