지구 궤도

지구 궤도나 지구 궤도는 달이나 인공위성과 같은 지구 궤도를 도는 물체를 포함한다.1997년 NASA는 고다드 우주비행센터가 추적한 지구 궤도를 도는 인공위성 탑재량이 약 2,465대, 우주 파편 조각 6,216개가 있을 것으로 추정했다.^[1]이전에 발사된 16,291개 이상의 물체는 궤도 붕괴를 겪었고 지구 대기권에 진입했다.^[1]

우주선은 중력에 의한 구심 가속도가 속도의 수평 구성 요소 때문에 원심 가속도와 같거나 작을 때 궤도에 진입한다.낮은 지구 궤도의 경우 이 속도는 약 7,800m/s(28,100km/h; 17,400mph)이다.^[2] 대조적으로,^[3] 1967년 북미 X-15에 의해 달성된 유인 비행기 속도 중 가장 빠른 속도(우주선을 탈착하여 달성한 속도 제외)는 2,200m/s(7,900km/h; 4,900mph)이었다.고도 600km(370mi)에서 지구 궤도 속도에 도달하는 데 필요한 에너지는 약 36 MJ/kg으로, 단순히 해당 고도까지 오르는 데 필요한 에너지의 6배에 달한다.^[4]

약 2,000km(1,200mi) 미만의 근위선을 가진 우주선은 지구 대기권으로부터 항력을 받게 되어 궤도 고도가 낮아진다.^[5]궤도 붕괴 속도는 위성의 단면적과 질량은 물론 상층 대기의 공기 밀도 변화에 따라 달라진다.약 300km(190mi) 이하에서는 수명을 며칠로 측정하면서 붕괴 속도가 빨라진다.인공위성이 180km(110mi)까지 하강하면 대기권에서 기화되기까지는 몇 시간밖에 남지 않는다.^[6]지구 중력장에서 벗어나 행성간 공간으로 이동하기 위해 필요한 탈출 속도는 약 11,200m/s(40,300km/h, 25,100mph)이다.^[7]

용어 및 개념 목록

고도: 여기서 사용되는 것과 같이, 지구 바다의 평균 표면 위의 물체의 높이.
항문자: 천문학에서 1년 내내 천구에 대한 태양의 위치의 플롯을 묘사하는 데 사용되는 용어숫자 8과 아주 흡사하다.
아포지: 위성이나 천체가 지구로부터 갈 수 있는 가장 먼 지점이며, 그 지점에서는 궤도 속도가 최소가 될 것이다.
편심성: 궤도가 완벽한 원으로부터 얼마나 벗어나는지를 나타내는 척도편심률은 모든 원형 및 타원 궤도와 포물선 및 쌍곡선 궤도에 대해 엄격하게 정의된다.
적도면: 여기서 쓰이는 것처럼 지구의 적도로부터 천구까지 뻗어 있는 상상 평면.
탈출속도: 여기서 사용되는 것과 같이 추진력이 없는 물체가 지구로부터 무한정 멀어져야 하는 최소 속도이 속도에서 물체는 포물선 궤도에 진입할 것이고, 이 속도 이상에서는 쌍곡선 궤도에 진입할 것이다.
충동: 힘이 작용하는 시간에 걸친 힘의 적분(N/sec 또는 lb *sec) 단위로 측정한다.
기울기: 기준면과 다른 평면 또는 축 사이의 각도여기서 논하는 의미에서 기준면은 지구의 적도면이다.
궤도 특성: 그 궤도를 고유하게 지정하는 데 필요한 케플러안 원소의 6개 매개변수
궤도 주기: 여기서 정의한 바와 같이, 위성이 지구 주위를 한 바퀴 도는 데 시간이 걸린다.
페리기: 궤도 속도가 최대가 되는 지구에서 위성이나 천체의 가장 가까운 접근 지점이다.
사이드리얼 데이: 천체가 360° 회전하는 데 걸리는 시간지구의 경우, 이것은 23시간 56분 4.091초 입니다.
태양 시간: 여기서 사용한 것처럼, 해시계로 측정한 현지 시간.
속도: 특정 방향의 물체의 속도속도는 벡터로 정의되기 때문에 속도와 방향을 모두 정의해야 한다.

종류들

다음은 서로 다른 지구 궤도 분류 목록이다.

고도 분류

저(사이안) 및 중간(노란색) 지구 궤도 영역 스케일 지정검은 점선은 지동 궤도다.녹색 점선은 GPS 위성에 사용되는 20,230 km 궤도다.

지구 저궤도(LEO): 평균 해발 160km(100법률 마일)에서 2,000km(1200mi)까지의 고도에 걸친 지구 궤도.160km에서 1회 회전은 약 90분이 걸리며, 원형의 궤도 속도는 초당 8000m(2만6000ft/s)이다.
중간 지구 궤도(MEO): 지반선 궤도의 고도 2,000km(1,200mi)와 35,786km(22,236mi)의 지반선 궤도의 고도.
지오동기궤도(GEO): 고도 35,786km(22,236mi)의 지구중심 원형 궤도.궤도의 기간은 지구의 자전 기간과 일치하는 한 쪽 측면의 날과 같다.속도는 초당 약 3,000m(9,800ft/s)이다.
높은 지구 궤도(HEO): 지구 동기 궤도의 고도보다 높은 고도인 지구중심 궤도를 말한다.지구 궤도가 높은 특별한 경우는 매우 타원형 궤도인데, 이 궤도는 주변 고도가 2,000km(1,200mi) 미만이다.^[8]

기울기 분류

경사 궤도

적도 평면에 대한 기울기가 0이 아닌 궤도.

극궤도: 각 회전마다 행성의 양쪽 극점 위 또는 거의 위를 지나는 위성.그러므로 그것은 90도의 기울기를 가지고 있다.
극태양 동기 궤도: 거의 극지 궤도가 지나가는 곳마다 같은 현지 시간으로 적도를 통과한다.지나가는 곳마다 그림자가 같기 때문에 이미지 촬영 위성에 유용하다.

편심구분

원궤도

편심률이 0이고 경로가 원을 추적하는 궤도.

타원 궤도

타원의 경로를 추적하는 편심도가 0보다 크고 1보다 작은 궤도.

호만 전이 궤도

두 개의 엔진 임펄스를 사용하여 한 원형 궤도에서 다른 원궤도로 우주선을 이동하는 궤도 기동.이 작전은 월터 호만(Walter Hohmann)의 이름을 딴 것이다.

지오동기전달궤도(GTO)

지구-엘리제틱 궤도(Perigee)가 저지구 궤도(LEO)의 고도에 있고, 지구 동기 궤도 고도에 아포기가 있는 궤도.

고타원 궤도(HEO)

아포기가 35,786km 이상이고 낮은 페리거(약 1,000km)를 가진 지구중심 궤도는 아포기 부근에 긴 체류시간을 초래한다.

몰니야 궤도: 기울기가 63.4°인 고타원 궤도, 사이드리얼 데이(약 12시간)의 궤도 주기.그러한 위성은 대부분의 시간을 지구의 지정된 지역 위에서 보낸다.
툰드라 궤도: 기울기가 63.4°이고 궤도 주기가 한 쪽 측면일(거의 24시간)인 매우 타원형 궤도.그러한 위성은 대부분의 시간을 지구의 지정된 지역 위에서 보낸다.

쌍곡선 궤적

편심률이 1보다 큰 "orbit".물체의 속도는 탈출 속도를 초과하는 어떤 값에 도달하기 때문에 지구의 중력을 벗어나 쌍곡선 초과 속도라고 알려진 어떤 유한 값까지 감속하는 속도(지구와 상대적)로 무한히 이동한다.

탈출 궤적: 이 궤적은 지구로부터 행성간 탐사선을 발사하는데 사용되어야 한다. 왜냐하면 과도한 탈출속도는 지구의 그것으로부터 그것의 태양 중심 궤도를 변화시키기 때문이다.
캡처 궤적: 이것은 탈출 궤적의 거울상이다; 지구를 직접 겨냥하지 않고 충분한 속도로 여행하는 물체가 그쪽으로 이동하여 가속할 것이다.그것을 궤도에 올려놓으려는 감속 엔진의 충동이 없을 때, 그것은 주기 후에 탈출 궤적을 따를 것이다.

포물선 궤적: 편심률이 정확히 1과 같은 "orbit"이다.물체의 속도는 탈출속도와 같으므로 지구의 중력을 벗어나 0으로 감속하는 속도(지구와 상대)로 계속 이동하게 된다.이 속도로 지구에서 발사된 우주선은 그것으로부터 어느 정도 떨어진 곳으로 이동하지만, 같은 태양 궤도를 따라 태양 주위를 따라간다.가능하지만 지구에 접근하는 물체가 포물선 포획 궤적을 따를 가능성은 낮지만 속도와 방향은 정확해야 할 것이다.

방향 분류

프로그램 궤도: 물체가 적도면에 투영되는 궤도는 지구의 자전과 같은 방향으로 지구 주위를 돈다.
역행 궤도: 물체가 적도면에 투영되는 궤도는 지구의 자전 반대 방향으로 지구 주위를 돈다.

지리동기 분류

반동기 궤도(SSO)

고도 약 20,200 km (12,600 mi)와 궤도 주기가 약 12시간인 궤도

지오동기궤도(GEO)

약 35,786 km (22,236 mi)의 고도를 가진 궤도.그러한 위성은 하늘에서 항문(그림 8)을 추적할 것이다.

정지 궤도(GSO)

0의 기울기를 가진 지리적 궤도.지상의 관찰자에게 이 위성은 하늘의 고정된 지점으로 나타날 것이다.

클라크 궤도

정지궤도의 다른 이름.작가 아서 C의 이름을 따서 지은 것이다. 클라크.

지구 궤도 천장 지점: 지구 궤도를 도는 물체의 천칭 지점은 서쪽 105도, 동쪽은 75도다.이 두 지점에는 160개가 넘는 위성이 모여 있다.^[9]

초동기 궤도: 폐기/저장 궤도 GSO/GEO 상공. 위성은 서쪽으로 표류할 것이다.
부동기 궤도: GSO/GEO에 가깝지만 아래에 있는 표류 궤도. 위성은 동쪽으로 표류할 것이다.
묘지 궤도, 폐기 궤도, 정크 궤도: 위성들이 그들의 작전이 끝날 때 안으로 이동되는 지동기 위 수 백 킬로미터의 궤도.

특별분류

태양-동기 궤도: 위성이 동일한 현지 태양 시간에서 행성 표면의 특정 지점을 통과하는 방식으로 고도와 기울기를 결합한 궤도.이러한 궤도는 위성을 일정한 햇빛에 위치시킬 수 있으며 영상, 스파이, 기상 위성에 유용하다.
달 궤도: 지구의 달의 궤도 특성.평균 고도 384,403km(238,857mi), 타원형-침입 궤도.

비지질적 분류

말발굽 궤도: 행성의 궤도를 선회하기 위해 지상 관측자에게 나타나지만 실제로 행성과 궤도를 같이하는 궤도.소행성 3753 (Cruithne)과₂₉ 2002 AA를 참조하라.
아궤도 비행: 우주선이 궤도의 높이에 접근하지만 이를 지탱할 속도가 부족한 발사.

고도에서의 접선 속도

궤도	중심 대 중심 거리를 두다	고도 위 지구 표면	속도	궤도 주기	특정 궤도 에너지
지표면에서의 지구 자전(비교용, 궤도가 아님)	6,378km	0km	465.1m/s(1,674km/h 또는 1,040mph)	23시간 56분 4.09초	−62.6 MJ/kg
지구 표면(등분자)에서 이론적으로 궤도를 선회한다.	6,378km	0km	7.9km/s(28,720km/h 또는 17,672mph)	1시간 24분 18초	−31.2 MJ/kg
지구 저궤도	6,600–8,400km	200-2000km	원형 궤도: 각각 6.9–7.8 km/s(24,840–28,080 km/h 또는 14,430–17,450 mph) 타원 궤도: 각각 6.5–8.2 km/s	1시간 29분 – 2시간 8분	−29.8 MJ/kg
몰니야 궤도	6,900~46,300km	500–39,900km	각각 1.5-10.0km/s(5,400–36,000km/h 또는 3,335–22,mph)	11시간 58분	−4.7 MJ/kg
정지학	42,000km	35,786km	3.1km/s(11,600km/h 또는 6,935mph)	23시간 56분 4.09초	−4.6 MJ/kg
달의 궤도	36만3000~40만6000km	357,000–399,000km	각각 0.97–1.08 km/s(3,492–3,888 km/h 또는 2,170–2,416 mph)	27.27일	−0.5 MJ/kg

하부 축이 일부 궤도의 궤도 속도를 제공한다.

참고 항목

참조

^ ^a ^b "Satellite Situation Report, 1997". NASA Goddard Space Flight Center. 2000-02-01. Archived from the original on 2006-08-23. Retrieved 2006-09-10.
^ Hill, James V. H. (April 1999), "Getting to Low Earth Orbit", Space Future, archived from the original on 2012-03-19, retrieved 2012-03-18.
^ Shiner, Linda (November 1, 2007), X-15 Walkaround, Air & Space Magazine, retrieved 2009-06-19.
^ Dimotakis, P.; et al. (October 1999), 100 lbs to Low Earth Orbit (LEO): Small-Payload Launch Options, The Mitre Corporation, pp. 1–39, archived from the original on 2017-08-29, retrieved 2012-01-21.
^ Ghosh, S. N. (2000), Atmospheric Science and Environment, Allied Publishers, pp. 47–48, ISBN 978-8177640434
^ Kennewell, John; McDonald, Andrew (2011), Satellite Lifetimes and Solar Activity, Commonwealth of Australia Bureau of Weather, Space Weather Branch, archived from the original on 2011-12-28, retrieved 2011-12-31.
^ Williams, David R. (November 17, 2010), "Earth Fact Sheet", Lunar & Planetary Science, NASA, archived from the original on October 30, 2010, retrieved 2012-05-10.
^ 2010년 5월 27일 웨이백머신에 보관된 Goddard 우주 비행 센터의 지리적 궤도에 대한 정의
^ 통제 불능의 위성이 피터 B. 드 셀딩, SPACE.com, 5/3/10에 의해 다른 근처의 우주선을 위협한다.2010년 5월 5일 웨이백 머신에 보관

외부 링크

[Goddard-1997-1] "Satellite Situation Report, 1997". NASA Goddard Space Flight Center. 2000-02-01. Archived from the original on 2006-08-23. Retrieved 2006-09-10.

[hill1999-2] Hill, James V. H. (April 1999), "Getting to Low Earth Orbit", Space Future, archived from the original on 2012-03-19, retrieved 2012-03-18.

[shiner20071101-3] Shiner, Linda (November 1, 2007), X-15 Walkaround, Air & Space Magazine, retrieved 2009-06-19.

[dimotakis1999-4] Dimotakis, P.; et al. (October 1999), 100 lbs to Low Earth Orbit (LEO): Small-Payload Launch Options, The Mitre Corporation, pp. 1–39, archived from the original on 2017-08-29, retrieved 2012-01-21.

[5] Ghosh, S. N. (2000), Atmospheric Science and Environment, Allied Publishers, pp. 47–48, ISBN 978-8177640434

[slsa-6] Kennewell, John; McDonald, Andrew (2011), Satellite Lifetimes and Solar Activity, Commonwealth of Australia Bureau of Weather, Space Weather Branch, archived from the original on 2011-12-28, retrieved 2011-12-31.

[williams2010-7] Williams, David R. (November 17, 2010), "Earth Fact Sheet", Lunar & Planetary Science, NASA, archived from the original on October 30, 2010, retrieved 2012-05-10.

[nasa-8] 2010년 5월 27일 웨이백머신에 보관된 Goddard 우주 비행 센터의 지리적 궤도에 대한 정의

[9] 통제 불능의 위성이 피터 B. 드 셀딩, SPACE.com, 5/3/10에 의해 다른 근처의 우주선을 위협한다.2010년 5월 5일 웨이백 머신에 보관

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