인공위성의 궤도와 속도 및 재방문주기

인공위성의 궤도, 속도, 재방문주기(revisit time)는 위성의 용도와 미션에 따라 다르게 설계됩니다

 

1. 인공위성의 궤도(Orbit)

인공위성의 궤도는 크게 **저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 정지궤도(GEO), 타원궤도(HEO)**로 나뉩니다.

GEO, MEO and LEO orbits.

(1) 저궤도(LEO, Low Earth Orbit)

• 고도: 약 200~2,000km
• 특징: 지구 가까이 있어 고해상도 이미지 촬영 가능, 속도가 빠름
• 용도: 지구 관측, 정찰, 통신(스타링크), 우주정거장(ISS)
• 📌 예시:  

        - 국제우주정거장(ISS): 고도 400km, 속도 약 7.66km/s

        - 스페이스X 스타링크: 고도 550km

        - 한국 다목적실용위성(아리랑 3호): 고도 685km, 재방문주기 약 11일

(2) 중궤도(MEO, Medium Earth Orbit)

• 고도: 약 2,000~35,786km
• 특징: 저궤도보다 덜 빠르며, 지구를 더 넓게 관측 가능
• 용도: GPS, 네비게이션
• 📌 예시: GPS 위성: 고도 20,200km, 속도 약 3.9km/s, 재방문주기 약 12시간

(3) 정지궤도(GEO, Geostationary Orbit)

• 고도: 35,786km
• 특징: 지구 자전 속도와 같아 항상 같은 지역을 관찰 가능
• 용도: 기상위성, 방송·통신위성
• 📌 예시: 기상위성 천리안 2A: 고도 35,786km, 속도 약 3.07km/s

(4) 타원궤도(HEO, Highly Elliptical Orbit)

• 고도: 근지점(지구와 가장 가까운 거리)과 원지점(가장 먼 거리)이 크게 차이남
• 특징: 극지방 감시 등에 유용
• 용도: 군사, 기상 관측
• 📌 예시: 몰니야 위성(러시아 통신위성): 근지점 500km, 원지점 39,700km

• 

  HEO imagery(https://www.satnow.com/)

 

2. 위성의 속도(Speed)

위성의 속도는 고도가 낮을수록 빠르고, 높을수록 느려진다. 

• LEO: 7~8 km/s (ISS: 7.66 km/s)
• MEO: 3~4 km/s (GPS: 3.9 km/s)
• GEO: 약 3.07 km/s

• 

  Sat speed(https://www.toppr.com/)

속도는 다음 공식으로 계산 가능함:

​​

• G: 중력상수 (6.674×10⁻¹¹ m³/kg·s²)
• M: 지구 질량 (5.972×10²⁴ kg)
• r: 위성 중심까지 거리

 

3. 재방문주기(Revisit Time) 

위성이 같은 지역을 다시 방문하는 주기

위성의 방문 경로(https://up42.com/)

• LEO는 빠르게 돌지만, 좁은 지역을 촬영하므로 재방문주기가 길다
• GEO는 항상 같은 위치를 본다(재방문주기 0)

📌 예시:

• 천리안 2A (정지궤도): 재방문주기 없음 (항상 같은 지역 관측)
• 아리랑 3호 (LEO): 재방문주기 11일
• GPS 위성: 재방문주기 12시간