저궤도·중궤도·정지궤도: 궤도의 종류와 쓰임새
기상위성, GPS, 국제우주정거장은 왜 이렇게 다른 높이에서 날까요? 저궤도, 태양동기궤도, 중궤도, 정지궤도, 고타원궤도를 차례로 설명합니다.
저궤도 (약 2,000km 이하)
대부분의 위성이 여기 있습니다. 우주정거장, 지구관측 위성, 스타링크 같은 군집 위성이 모두 저궤도입니다. 가까워서 사진이 선명하고 통신 지연이 짧으며 발사 비용도 가장 쌉니다. 대신 내 하늘을 몇 분 만에 지나가 버리기 때문에, 계속 연결하려면 위성이 아주 많이 필요합니다.
태양동기궤도
극을 살짝 넘는 각도(약 98°)로 기울어진 특별한 저궤도로, 지구가 태양 주위를 도는 만큼 궤도면도 천천히 돌아갑니다. 그래서 같은 장소 위를 매일 같은 현지 시각에 지나갑니다. 사진마다 햇빛 조건이 같아지기 때문에 한국의 아리랑 위성 같은 지구관측 위성이 이 궤도를 씁니다.
중궤도 (약 2,000~35,000km)
위성항법 시스템의 자리입니다. GPS, 갈릴레오, 베이더우, 글로나스 위성은 약 1만 9천~2만 3천 km 높이에서 납니다. 이 높이에서는 위성 하나가 지구의 넓은 부분을 보기 때문에 수십 기만으로 지구 전체를 덮을 수 있습니다.
정지궤도 (적도 상공 35,786km)
이 높이에서는 한 바퀴 도는 시간이 지구가 자전하는 시간과 같아서, 위성이 적도의 한 지점 위에 계속 머뭅니다. 지상 안테나를 한 방향에 고정해 두면 되니 위성방송(무궁화)과 지구 절반을 계속 지켜보는 기상위성(천리안, 히마와리, GOES)에 딱 맞습니다. 한국에서 보면 이 위성들은 남쪽 하늘에 있습니다.
고타원궤도
지구에 가까이 왔다가 멀리 나가는 길쭉한 궤도입니다. 위성은 먼 지점 근처에서 대부분의 시간을 보내며 한 지역 위에 몇 시간씩 높이 떠 있습니다. 러시아는 정지궤도 위성이 지평선에 너무 낮게 보이는 북쪽 지역을 덮기 위해 이 궤도(몰니야 궤도)를 오래 써 왔습니다.