인공위성

인공위성(Artificial Satellite)는 사람이 특수한 목적을 달성하기 위해 지구 주변을 돌도록 만든 물체이다. 인공위성의 경우 지구궤도상에 있는 것뿐만 아니라, 다른 행성탐사를 위해서 지구로부터 멀리 날아가는 경우도 편의상 인공위성으로 간주한다. 인공위성은 1957년 세계 최초의 인공위성이 발사된 이후 안보, 산업, 경제, 문화 등 다양한 영역에서 쓰임새가 급속도로 확대되어 왔다.

역사

인공위성을 원하는 지구궤도에 올리려면 강력한 엔진을 가진 우주발사체가 필수적이기 때문에 우주개발의 역사는 이러한 우주발사체를 만드는 역사이기도 하다. 최초의 로켓은 1232년 금나라에서 화약을 이용한 화전이라는 불화살이 유럽의 나라로 전파되면서 1379년 이탈리아의 제노아 군대가 화전을 응요안 로케타를 사용하면서 로켓의 어원이 생겼다고 한다. 로켓은 점점 발전하다가 연구를 거듭하면서 1957년 옛 소련에서 스푸트니크 1호가 발사를 성공하면서 초조해진 미국도 로켓개발을 무리하게 발사다가 실패했지만, 1958년 익스플로러 1호 발사에 성공한다. 1960년대에는 미국과 소련 두나라가 본격적으로 우주경쟁을 시작했다. 1961년에 소련의 유리 가가린(Yuri A Gargarin)이 탑승한 보스토크 1호의 발사를 성공했다. 이후 미국의 아폴로 11호가 달에 착륙하면서 인류가 처음으로 달을 탐사하는 역사를 만들어 냈다. 1970년대에는 행성탐사가 본격적으로 시작된 시대이고, 1980년대는 유인 우주왕복선의 시대가 되어 우주왕복선을 통해 위성을 지구 궤도로 올리기도 하고, 고장난 위성을 고치기도 하였다. 1990년대는 통신, 기상, 지구관측 위성들이 주로 활약하였다. 2000년대에는 세계 각국에서 더욱 정교하게 만들어진 인공위성과 우주선들이 지구와 우주에서 각종 활동을 하게 되었다.

인공위성의 분류

용도에 따른 분류

군사 위성

군사적인 목적으로 사용되는 위성이다. 전투용 위성을 개발할려는 시도는 있었지만 1967년 우주조약에 의해 우주에 대량살상무기를 설치하는 것을 금지하면서 현재까지 제작되어지지 않았다.

정찰 위성

군사 위성의 대표적인 예로, 카메라를 달고 목표 지점 상공을 지나가면서 사진을 찍어 해당 지역의 영상을 제공한다.

항법 위성

위성을 사용해 지상에서 자신의 위치를 확인하기 위한 위성. GPS, 글로나스, 베이더우 등이 있다. 지금은 민간용으로 나와있지만 본래 군사용으로 개발된 위성이다.

민간 위성

민간위성은 방송이나 통신, 지구관측, 기상 등 민간인 활용할 수 있는 위성을 말한다.

지구 관측 위성

지구를 관측하는 모든 위성을 말한다. 카메라나 레이더를 달고 지구 표면, 대기 등을 관측한다.

기상 위성

일반적으로 모든 인공위성은 대기현상을 측정하므로 기상위성이라고 할 수 있으나, 명확히 구별하면 기상관측만을 주목적으로 설계하여 발사된 위성만을 말한다. 기상위성은 저기압 또는 전선 등의 정확한 위치와 크기, 태양광선의 반사량 등을 관측한다.

통신 위성

지구 상공 일정한 궤도에서 지구 주위를 회전하면서 지상 통신국으로부터 송신하는 신호를 수신하여 그 신호를 증폭 변환한 후 다시 상대 지구국에 재송신하는 우주 전파중계소 역할을 하는 인공위성으로 일반 통신뿐만 아니라, 방송신호도 송수신한다.

기타

우주정거장

우주에서 안정된 궤도로 일정한 상태에 있으면서 특정한 임무를 수행하고 우주선이 정박할 수 있는 환경이 갖추어진 인공위성이다. 주정거장은 세 명, 많아야 다섯 명 이내의 인원이 수 개월, 길게는 1년 가까이 이어지는 장기 체류를 진행한다.

탐사선

지구나 다른 천체를 탐사하기 위해 우주로 쏘아 올린 관측도구를 말한다. 태양으로부터 멀어지면 태양광판에 닿는 광량이 떨어져서 효율이 기하급수적으로 떨어진다. 때문에 외우주로 나가는 것들은 대부분 원자력 전지를 쓰기 때문에 가격이 비싸다. 무인 탐사선과 유인 탐사선이 있는데, 무인 탐사선은 주로 태양계 바깥이나 인간이 착륙하기 힘든 행성을 탐사한다. 유인 탐사선은 지구를 벗어나 다른 천체로 가려면 1년 이상은 기본이고 연료를 아끼기 위해 스윙바이로 가속하려면 중간에 경유지까지 설정해야 하기 때문에 시간도 오래 걸린다. 게다가 귀환까지 해야 되기 때문에 현재까지 유인우주선인 탐사선은 아폴로뿐이다.

무게에 따른 분류

위성의 질량은 부여된 임무에 따라 결정되며, 일반적으로 소형위성급 이상은 실용 목적으로, 소형 이하급 위성은 과학실험, 기술 개발 및 검증을 목적으로 한다. 보통 나노, 피코, 펨토 위성은 초소형 위성으로 분류한다.</ref><ref name=namu>

종류	질량
대형위성	1000kg 이상
중형위성	500~1000kg
소형위성	100~500 kg
마이크로위성	10~100 kg
나노위성	1~10 kg
피코위성	0.1~1 kg
펨토위성	0.1 kg 이하

궤도

높이에 따른 인공위성 속도와 주기

궤도 높이(km)	회전 속도(km/sec)	주기(분)
100	7.9	90
1600	7.2	120
6400	5.6	255
19200	4	720
36000	3.04	1440(1일)

기본적으로 인공위성이 지구를 도는 궤도에는 고궤도, 중궤도, 저궤도의 세가지 유형이 있다. 많은 기상 및 통신위성은 표면에서 멀리 떨어진 높은 지구 궤도를 갖는다.

같이 보기

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