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【京都市青少年科学センター】

人工衛星はなぜ落ちてこないのでしょうか

 天気予報に使われる雲の画像を撮影して送ってくる「気象衛星ひまわり」や,地球の周回軌道を飛んでいる「スペース・シャトル」などは「人工衛星」とよばれています。月は自然に存在する衛星ですが,「人工衛星」は人間が人工的につくった地球をまわる月のような衛星なのです。「気象衛星ひまわり」や「スペース・シャトル」などの「人工衛星」は地球の周回軌道をまわっているときにはロケットの噴射をしていません。ロケット噴射などの推進力がなくても一度地球周回軌道上で「人工衛星」になると長い間そのまま地球上に落ちてくることなく飛び続けることができるのです。どうしてそんな飛び方ができるのでしょうか。

 石やボールを投げることを想像してみましょう。実際に投げると危険ですから想像だけにしておきましょう。水平方向に投げると石やボールは放物線と呼ばれる曲線をえがいて地上に落ちます。力が弱ければすぐ近くに落ちますが,強い力で投げればもっと遠いところまで飛んでから落ちます。さらに力を増していくと,石やボールは途中で落ちることなく地球をひと回りして投げたところへもどってくることになります。ただ地球上の低いところでは空気の摩擦でスピードが落ちて,結局石やボールは地面に落ちてしまうことになります。

 実際に地球の周回軌道上を飛んでいる「人工衛星」は空気抵抗のない高い高度を飛んでいます。もし空気がなかったら地球の表面でも,あるスピード以上になれば「人工衛星」になります。

 地表で空気がないと仮定した時に人工衛星になるために必要なスピードは秒速約7.9キロメートル(時速約2万8800キロメートル)です。この速度を「第1宇宙速度」と呼んでいます。

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