人工衛星は技術や工学の結晶です。 人工衛星を地球の軌道に乗せ、維持するための科学的なノウハウは、技術的な面でこれに匹敵するものはない。 まず重力があり、物理学の知識があり、そしてもちろん軌道の性質もあります。 まず、衛星が地球の周りを回る仕組みを理解するために、軌道とは何かを理解することが重要です。 ヨハン・ケプラーは、惑星の軌道を数学的に正確に記述した最初の人です。 太陽に対する惑星の軌道、地球に対する月の軌道は完全な円形と考えられていたが、ケプラーは楕円形の軌道という概念を見出したのである。 地球の周りを周回するためには、天体がその軌道を戻るだけの速度が必要である。 これは、自然の衛星でも人工衛星でも同じことです。 ケプラーの発見から、衛星が物体に近いほど引力が強く、軌道を維持するためにはより速く移動しなければならないことも推測された。 すべての天体は重力場を持っているが、その力を感じるのは特に大きな天体（惑星など）の場合だけである。 地球の場合、重力は9.8m/s2と計算されます。 しかし、それは惑星表面での特殊なケースである。 地球を周回する物体を計算する場合、v=(GM/R)1/2という式が適用され、vは衛星の速度、Gは重力定数、Mは惑星の質量、Rは地球の中心からの距離である。 この式から、軌道に乗るために必要な速度は、天体から地球の中心までの距離の平方根に、その距離での重力加速度をかけたものであることがわかる。 つまり、上空500kmの円軌道（科学者がLEO（Low Earth Orbit）と呼ぶ軌道）に衛星を乗せようとすると、（（6.67 x 10-11 * 6.0 x 1024）/（6900000）） 1/2 すなわち 7615.77m/s の速度が必要なのである。 つまり、衛星が軌道を維持する能力は、速度（または直線で移動する速度）と、衛星と軌道を回る惑星との間の引力の2つの要素のバランスに起因しているのです。 軌道が高ければ高いほど、必要な速度は小さくなり、軌道が低ければ高いほど、必要な速度は小さくなります。 3867>ユニバース・トゥデイでは、これまでにも人工衛星に関する記事をたくさん書いてきました。 人工衛星の記事はこちら、静止軌道の記事はこちらです。
軌道上の天体
静止軌道上の衛星一覧
また、スペースシャトルに関するエピソードをAstronomy Castで収録しています。 第127話「アメリカのスペースシャトル」
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