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静止衛星って何?どんな原理で止まって見えるの?

どうも!宇宙ヤバイchです。
今回は「静止衛星」をテーマに動画をお送りします。

静止衛星って何?

静止衛星というのは、地上から見て空中で止まっているように見える衛星のことです。

衛星が止まっているように見える理由

このように他の天体が地球の自転に合わせて動く中、静止衛星だけはどれだけ時間が経っても一点で静止して見えます!

では静止衛星はなぜ地表から見て止まって見えるかというと、地球の自転と同じ周期で地球を公転しているためです。

地球は24時間で1回転しますが、同じように24時間で地球の周りを1周する衛星があれば地表からは止まっているようにみえそうですね!

そして公転周期は地球からの距離で決まります。
地球に近いほど強い重力がかかるためそれを振り切るために速い速度で公転する必要があり、さらに公転で移動する距離も短いので、公転周期は短くなります。

ということはどこかに公転周期がちょうど1日となる場所がありそうですね!
では公転周期がちょうど1日となる場所を、地球に野球ボールを公転させて探っていきます!

野球ボールを公転させて検証

まずは地表から1000㎞の地点を公転するボールを見てみると、明らかに自転より速く進んでいますね!
実際に公転周期は1.75時間で、1日よりずっと短い周期でした。

では続いて地表から1万㎞のところを公転するボールを見ると、先ほどより周回が遅いですが自転よりは速そうですね。
公転周期は5.76時間で、こちらも1日より短い周期でした。

続いて地表から10万㎞のところを公転するボールを見ると、今度は自転よりも遅い周期で公転してそうですね!
公転周期は4日でした。なのでもう少し近づく必要がありそうです。

結論を言うと、公転周期がちょうど1日となる場所は地表からの距離が35786㎞の地点となります。
この軌道を「静止軌道」と呼びます。

実際に静止軌道を公転するボールの公転周期はちょうど1日になってますね!

月を静止軌道に置いてみた

では静止軌道に置いた月を地上から見てみましょう!

このように先ほどのセドナのように一点で止まって見えます!
もしも月が静止軌道にあったら、地球の裏面では永遠に月が見られなくなってしまいますね。

結論:静止衛星は、高度35786kmかつ地球の自転軸と垂直かつ真円の静止軌道上にある。

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