인공위성 - 위키백과 , 우리 모두 의 백과사전 
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 대한민국 아 카펠라 음악 그룹 에 대해서 는 인공위성 ( 음악 그룹 ) 문서 를 참조 하 십시오 . 
 중궤 도 GPS 위성 의 궤도 를 보여 주 는 에니 메이 션 . 
 지구 관측 위성 ERS 2 의 실제 크기 모델 
 인공위성 ( 人工 衛星 ) 은 로켓 을 사용 하 여 대기 권 밖 으로 쏘 아 올려진 주로 지구 둘레 의 원 또는 타원 궤도 를 위성 처럼 비행 하 는 인공 의 물체 이 다 . 
 인공위성 이 란 인공 적 으로 행성 주위 를 회전 하 도록 만든 물체 들 을 말 한다 . 비행 하 는 궤도 의 고도 에 따라 크 게 정지 위성 과 이 동위 성 으로 나뉘 고 , 사용 목적 에 따라 통신위성 , 방송 위성 , 기상 위성 , 과학 위성 , 항해 위성 , 지구관 측위 성 , 기술 개발 위성 , 군사 위성 등 으로 구분 된다 . 엄밀히 말 하 면 궤도 비행 을 하 는 스페이스 캡슐 , 우주 왕 복선 , 우주 정거장 도 인공위성 에 해당 하 고 , 지구 로 떨어지 지 않 고 궤도 를 돌 고 있 는 다 소진 된 로켓 추진 장치 나 빈 연료 탱크 따위 도 인공위성 이 라고 할 수 있 다 . 
 비행 하 는 궤도 의 고도 에 따라 정지 위성 ( geostationary satellite ) 과 이 동위 성 ( orbiting satellite ) 으로 나눈다 . 용도 에 따라 과학 위성 , 통신위성 , 군사 위성 , 기상 위성 등 으로 분류 하 며 , 궤도 에 따라 저궤도 위성 , 극궤도 위성 , 정지 궤도 위성 등 으로 분류 하 기 도 한다 . 
 정지 궤도 위성 을 중심 으로 정지 궤도 위성 보다 낮 은 궤도 로 지구 주위 를 비행 하 는 인공위성 과 높 은 궤도 로 지구 주위 를 비행 하 는 인공위성 이 있 다 . 정지 궤도 위성 은 적도 상공 약 36 , 000 km 의 정지 궤도 를 비행 하 는 위성 이 고 , 정지 궤도 이외 의 궤도 를 비행 하 는 것 은 이 동위 성 이 다 . 이동 위성 은 대부분 정지 궤도 위성 보다 낮 은 궤도 를 비행 하 는 저궤도 위성 이 지만 우주 탐사 위성 과 같이 정지 궤도 위성 보다 높 은 궤도 를 비행 하 는 것 도 있 다 . 사용 목적 에 따라 통신위성 , 방송 위성 , 기상 위성 , 과학 위성 , 항행 위성 , 지구관 측위 성 , 기술 개발 위성 , 군사 위성 등 으로 분류 된다 . 정지 궤도 위성 은 지구 의 자전 주기 와 같 아서 지표면 에서 보 면 위성 이 상공 의 한 지점 에 정지 해 있 는 것 처럼 보이 는 위성 이 다 . 
 로켓 ( 발사체 ) 에 의해 대기 권 밖 의 궤도 까지 올라간 인공위성 이 계속 공전 하 기 위해서 는 수평 방향 으로 , 초속 7 . 9 km 이상 의 속도 가 필요 하 다 . 인공위성 은 지구 밖 으로 상당히 멀리 떨어져 나갈 수 있 지만 지구 의 중력 때문 에 결국 지구 쪽 으로 다시 되돌아오 게 되 며 , 지구 가 당기 는 인력 과 회전 에 의한 원심력 이 평행 을 이루 어 ' 타원 궤도 ' 로 지구 를 공전 하 게 된다 . 그런데 속도 를 더 크 게 해서 어떤 한계 를 넘 으면 떨어져 나갔 던 인공위성 은 다시 는 지구 로 되돌아올 수 없 게 된다 . 이 처럼 지구 의 인력 을 벗어나 기 위한 속도 를 ' 탈출 속도 ' 라 하 며 , 11 . 3 km / sec 이상 이 되 어야 한다 . 
 인공위성 이 도 는 궤도 의 높이 가 높 아 질수록 지구 의 인력 이 약해 지 므로 , 도 는 데 필요 한 속도 는 느려도 된다 . 그 대신 인공위성 이 지구 를 한 바퀴 도 는 데 필요 한 시간 ( 주기 ) 은 보다 길 어 진다 . 인공위성 의 높이 가 3 만 6 천 km 에 이르 면 , 지구 를 도 는 인공위성 의 주기 는 24 시간 이 되 어 지구 의 자전 주기 와 같 아 진다 . 그러므로 인공위성 을 적도 위 에서 높이 3 만 6 천 km 의 궤도 로 올리 면 , 위성 은 지구 와 함께 돌 게 되 고 마치 머리 위 에 멈추 고 있 는 것 처럼 보인다 . 이 위성 을 ' 정지 위성 ' 이 라 한다 . 
 인공위성 은 크 게 ' 유인 위성 ' 과 ' 무 인위 성 ' 으로 나눌 수 있 다 . 무 인위 성 은 과학 위성 ㆍ실용위성ㆍ군사위성 등 으로 구분 된다 . 또한 ' 과학 위성 ' 은 지구 를 둘러싸 고 있 는 우주 공간 의 관측 과 지구 의 여러 가지 일 을 조사 하 기 위한 위성 이 다 . ' 실용 위성 ' 은 땅 위 에서 의 인류 생활 에 직접 이용 하 기 위하 여 쏘 아 올리 는 위성 으로 일기 예보 에 이용 하 는 기상 위성 , 통신 을 위한 통신위성 , 배 ㆍ 비행기 에 정확 한 위치 를 알려 주 는 항해 위성 , 정확 한 지도 를 만들 기 위한 측지 위성 , 자원 을 조사 하 는 자원 위성 따위 가 있 다 . 군사 위성 은 기능 에 따라 첩보 위성 ( 정찰위성 ) , 조기 경보 위성 , 군사 통신위성 , 함정 의 전천후 운항 을 지원 하 는 군사 항법 위성 등 으로 분류 된다 . 
 세계 최초 의 인공위성 은 1957 년 10 월 4 일 에 발사 한 소련 의 스푸트니크 1 호 이 며 , 대한민국 최초 의 인공위성 은 1992 년 8 월 11 일 에 발사 한 우리 별 1 호 이 다 . 현재 50 개국 이상 이 인공위성 을 운용 하 고 있 지만 , 인공위성 발사 는 10 개국 에서 만 이루 어 졌 다 . 수백 개 의 인공위성 이 현재 작동 중 이 지만 , 수천 개 의 폐기 된 인공위성 과 그 조각 들 이 지구 궤도 상 에 존재 한다 . 지구 이외 에 달 이나 금성 주위 를 공전 하 는 인공위성 도 존재 한다 . 
 1 인공위성 의 궤도 
 2 인공위성 의 기본 구성 
 2 . 1 미션 계 
 2 . 2 텔 레미 트리 · 추적 사령 계 
 2 . 3 궤도 · 자세 제 어계 
 2 . 4 전원 계 
 2 . 5 구 조체 
 3 인공위성 의 응용 
 3 . 1 과학관 측 · 연구 
 3 . 2 지구 상 의 경제 사회 활동 의 지원 
 3 . 3 군사 를 포함 하 는 안전 보장 상 필요 한 정보 수집 
 3 . 4 우주 공간 을 이용 하 는 산업 활동 
 4 세계 의 인공위성 
 5 인공위성 의 수명 
 인공위성 의 궤도 [ 편집 ] 
 인공위성 의 궤도 는 보통 타원 이 다 . 또 정지형 ( 靜止 型 ) 위성 이외 에서 는 궤도면 이 적도면 ( 赤道 面 ) 과 어떤 경사 를 가지 며 궤도 경사각 으로 그 경사 를 나타낸다 . 이 경사각 은 인공위성 을 발사 하 는 로켓 발사장 의 위치 및 발사 조건 에 따라서 결정 된다 . 보통 의 위성 은 지구 자전 에 따른 접선 속도 ( 接線 速度 ) 가 로켓 의 비행 속도 에 가중 하 도록 진동 ( 眞 東 ) 방향 으로 향해서 발사 된다 . 적도 상 에 있 어서 의 자전 속도 는 초속 약 465 m 로 , 위도 가 높 아 지 면서 감소 하 고 극 ( 極 ) 에서 는 0 이 된다 . 예 를 들 면 , 대략 위치 북위 30 ° 에서 진동 으로 발사 한 경우 , 지구 자전 속도 에 의한 이득 은 초속 약 400 m 가 된다 . 진동 으로 발사 된 로켓 은 항상 지구 의 중심 으로 끌리 므로 점차 남하 진로 를 진행 하 여 적도 를 가로질러 남위 약 30 ° 까지 남하 하 면 이번 에 는 북위 30 ° 까지 북상 한다 . 즉 , 적도 에 대하 여 경사각 30 ° 의 궤도 를 잡 는다 . 
 자전 속도 에 의한 이득 을 생각 하 지 않 고 , 또 로켓 의 힘 에 여유 가 있 다면 어느 방향 으로 발사 하 는 것 도 가능 하 며 , 임의 의 경사각 을 가진 궤도 에 도 발사 할 수 있 다 . 그러나 실제로 는 다단식 ( 多 段式 ) 로켓 을 사용 하 여 순차 적 으로 이탈 시키 면서 가 게 되 므로 그것 들 을 낙하 시키 는 대책 을 세워야 한다는 점 에서 도 발사 방향 은 상당 한 제약 을 받 는다 . 그 때문 에 진동 으로 발사 하 여 초기 적 인 궤도 에 진입 시키 고 나 서 궤도면 이나 고도 등 을 변경 시키 는 , 이른바 궤도 변환 조작 을 실시 하 는 일 이 많 다 . 복잡 한 궤도 변환 의 한 예 로 는 정지형 궤도 에 의 변환 이 다 . 정지형 궤도 는 지구 가 자전 하 는 각속도 ( 角 速度 ) 와 같 은 각속도 로 적도 상공 의 원 또는 그것 에 가까운 타원 궤도 를 주회 하 게 되 므로 이 궤도 를 동쪽 으로 주회 하 는 인공위성 은 그 상공 에 정지 하 고 있 는 것 처럼 보이 기 때문 에 이렇게 부른다 . 이 궤도 속도 는 초속 약 3 . 08 km 이 며 , 필요 한 반지름 은 지구 반지름 의 약 6 . 6 배 인 4 만 2188 km 가 되 며 , 고도 는 적도 상공 3 만 5810 km 이 다 . 
 이러 한 궤도 에 위성 을 단번에 들여보내 는 것 은 로켓 의 에너지 를 유효 하 게 사용 하 기 위해서 는 유리 하 지 못하 다 . 그래서 먼저 위성 을 발사 기점 의 위도 에 대응 한 경사각 을 이루 는 장원 궤도 에 발사 한 다음 에 위성 에 조립 되 어 들 어 있 는 애 포지 모터 ( apogee motor ) 라고 하 는 로켓 엔진 을 원지점 고도 에서 작동 시켜 궤도면 및 고도 를 바꾼다 . 이런 경우 추진력 이 작용 하 는 방향 을 바르 게 조정 하 기 위해 위성 의 자세 를 정확 하 게 제어 해야 하 며 , 애 포지 모터 의 작동 위치 나 작동 시간 등 일련 의 조작 을 정밀 하 게 실시 할 필요 가 있 다 . 정지형 통신위성 인 경우 , 초기 중량 ( 初期 重量 ) 의 약 반 을 애 포지 모터 가 차지 하 며 , 다시 자세 제 어 및 이후 의 궤도 수정 에 필요 한 추진제 ( 推進 劑 ) 를 상당히 적재 해야 한다 . 정지형 과 비슷 한 것 으로 준 정지형 ( 準 靜止 型 ) 이 라고 하 는 궤도 가 있 다 . 이것 은 정지형 궤도 의 인공위성 인 경우 , 지구 의 광역 ( 廣域 ) 을 내려다볼 수 있 는 반면 에 , 극 에 가까운 고위 도 지대 는 포괄 할 수 없 으므로 , 약간 경사각 을 가지 게 하 여 적도 상공 을 축 으로 하 여 마치 8 자형 으로 남북 을 이동 할 수 있 게 한 것 이 다 . 
 이 궤도 의 위성 은 북반구 에 12 시간 , 남반구 에 12 시간 의 비율 로 원형 운동 을 하 게 된다 . 이것 과 는 다른 준정 지형 궤도 에 는 정지형 과 마찬가지 로 적도 상공 에 있 지만 고도 를 정지 형 보다 약 2 , 000 km 낮 은 곳 에 발사 하 는 방법 이 있 다 . 이 궤도 에 들어간 위성 은 매일 약 30 ° 씩 동쪽 으로 이동하 였 다가 12 일 후 에 본래 의 위치 로 되돌아온다 . 이것 을 궤도 에 몇 대 이상 배치 해 두 면 순차 적 으로 접근 하 여 오 는 위성 을 이용 할 수 있 다 . 지구 의 적도면 은 공전 궤도면 과 23 . 4 ° 경사 되 어 있 으나 이 들 면 은 1 년 에 2 회 , 춘분 과 추분 에 교차 한다 . 그 때문 에 지구 의 어느 특정 지점 의 특정 시각 , 예 를 들 면 정오 의 태양 방위 는 매일 쏠리 게 된다 . 이 쏠림 은 360 ° ÷ 365 일 ＝ 0 . 99 ° 로 인공위성 의 궤도면 을 매일 이만큼 쏠리 게 하 면 특정 시각 특정 지점 의 상공 에 위성 이 나타나 게 된다 . 이러 한 궤도 를 태양동기궤도 ( 太陽 同期 軌道 ) 라고 하 며 , 군사용 의 정찰위성 과 같이 특정 지점 을 매일 정기 적 으로 내려다보 는 데 편리 한 궤도 이 다 . 
 인공위성 의 기본 구성 [ 편집 ] 
 인공위성 은 미션 계 , 텔 레미 트리 · 추적 사령 계 ( 追跡 司令 系 ) , 궤도 · 자세 제 어계 , 전원 계 , 구 조체 등 으로 이루어진다 . 
 미션 계 [ 편집 ] 
 그 위성 이 궤도 상 에서 실시 하 는 계획 상 의 임무 를 수행 하 는 장치 나 기기 의 집합 을 말 한다 . 통신 위성 인 경우 , 중계 하 는 지상 으로부터 의 통신 전파 를 수신 하 는 안테나 로부터 수신기 를 거쳐 증폭 하 여 목적지 로 송출 하 는 송신기 나 송신 안테나 까지 를 포함 한 것 이 미션 계 가 된다 . 
 텔 레미 트리 · 추적 사령 계 [ 편집 ] 
 이 계 에서 중요 한 것 이 텔 레미 트리 ( telemetry : 원격 측정 ) 이 다 . 이것 은 위성 내 의 여러 가지 상태 나 장치 의 관리 에 필요 한 데이터 를 계측 하 여 지상 기지 로 통보 하 는 시스템 이 며 , 지상 기지 는 그 데이터 에 의하 여 위성 의 운영 · 관리 에 필요 한 처치 를 판단 하 고 위성 에 대하 여 전파 로 지시 를 보낸다 . 그리고 위성 쪽 에서 는 이 사령 을 받 아 장치 를 제어 하 도록 되 어 있 다 . 이 밖 에 인공위성 의 시시각각 의 위치 를 지상 에 알리 기 위하 여 지상 의 레이더 가 추적 하 는 단서 가 되 는 신호 를 발하 는 기능 도 이 계 에 포함 된다 . 
 궤도 · 자세 제 어계 [ 편집 ] 
 위성 궤도 는 지구 의 중력 이나 고층 대기 등 의 영향 에 의하 여 장기간 에 상당히 변동 하 므로 , 때때로 수정 할 필요 가 있 는 동시 에 위성 의 자세 변화 도 일어나 므로 정확 하 게 해야 한다 . 이러 한 수정 을 실시 하 는 것 이 궤도 · 자세 제 어계 이 다 . 특히 , 지구 표면 을 관측 하 는 텔레비전 카메라 나 관측 기기 가 바른 각도 를 향하 도록 하 거나 , 날카로운 지향 성 ( 指向 性 ) 을 가진 전파 를 송수신 하 는 안테나 의 방향 등 을 제어 하 는 데 도 위성 의 자세 제어 는 중요 하 다 . 
 또한 , 태양 전지 ( 太陽 電池 ) 에 의한 기전력 ( 起 電力 ) 은 전 지면 의 태양 방향 지향 정도 ( 指向 精度 ) 가 나쁘 면 대폭 적 으로 저하 하 므로 이 제어 도 실시 되 는 일 이 많 다 . 앞서 말 한 정지형 궤도 로 하 기 위한 일련 의 궤도 수정 조작 을 실시 하 는 것 도 이 계 의 임무 이 며 , 통신 · 기상 · 자원 탐사 등 특히 정도 가 높 은 미션 ( 사용 목적 ) 을 �