静止衛星にとって、地球の歪みは大問題?!-宇宙エレベーターをめぐる「宇宙の物理」(4)

静止衛星にとって、地球が歪んでいると何が大問題になるのでしょうか?

そもそも静止衛星は、自転している地球上から見ると常に上空に静止して見えるものですよね。
細かい説明は省きますが、もし、地球が完全な球であるならば遠心力と重力が自然に釣り合って、地球の自転速度と同じ速度を持つ軌道を「永久に」得ることが出来ます。

しかし、地球が完全な球形ではないため、遠心力や重力がつりあわず、そのままでは地球の自転速度と同じ速度の軌道を保てないのです。

そのため、緯度(東西)や経度(南北)等に対して位置を保持するために、スラスター(推進するための動力)を使って軌道を保持しなければなりません。

前回、「赤道面が膨らんでいるのに対して地球の北極と南極で輪切りにしたとき、上下に僅かに平べったく、極点は赤道よりもほぼ21km地球中心に近い」というお話をしました。
東京とさいたまの直線距離が約23キロメートルですから、それより短い距離の歪みといえば、地球規模で見ればわずかな歪みではありますが、静止衛星にとってはスラスターを使うか使わないか、に関わる大問題になるのです。

今回の宇宙エレベーター特別教室では、この軌道保持について、図と数式を用いた詳しい解説を行います。
ご興味のある方はぜひご覧下さい!

★この記事の「宇宙エレベーター特別教室」(静止衛星の軌道保持)を、「[神奈川工大機械工学科航空宇宙専攻★公式ブログ]宙(そら)をめざせ!」にて公開中です!
数値シミュレーションの結果や物理の専門用語などを用いた詳しい解説を行っています。

http://www.aeroastro-kait.net/

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