人工衛星の軌道

2006年01月13日

「太陽同期軌道」を検索にかけていらっしゃる方が多いようなので、昨年7月に投稿したシリーズ物(笑)の「人工衛星の軌道」についてもう1度記しておきます。

人工衛星の軌道

第1回「静止軌道」
第2回「同期軌道、回帰軌道、準回帰軌道」
第3回「極軌道」
第4回「太陽同期軌道、太陽同期準回帰軌道」

参考:「人工衛星の軌道要素


以上です。「だいち」は「太陽同期準回帰軌道」に投入されます。

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「太陽同期軌道」を検索にかけていらっしゃる方が多いようなので、昨年7月に投稿したシリーズ物(笑)の「人工衛星の軌道」についてもう1度記しておきます。

人工衛星の軌道

第1回「静止軌道」
第2回「同期軌道、回帰軌道、準回帰軌道」
第3回「極軌道」
第4回「太陽同期軌道、太陽同期準回帰軌道」

参考:「人工衛星の軌道要素


以上です。「だいち」は「太陽同期準回帰軌道」に投入されます。

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2005年07月02日

さて、人工衛星の軌道紹介も今回で終わりです。というわけで一番説明の難しいのを後回しにしてしまいました。

まずは「太陽同期軌道
太陽同期軌道一言で言いますと、この軌道は人工衛星と太陽との関係が常に同期するような軌道を指します。図には春夏秋冬の地球が描かれていて、地球の周りに人工衛星の軌道が傾いた円で描かれています。この円を「人工衛星の軌道面」と言います。図ではこの軌道面と太陽方向が年間を通して常に一定になっていますよね。地球がいくら自転しようが公転しようが人工衛星の軌道面は常に同じです。春夏秋冬と見ますと軌道面も1年で1回転していますよね。こういう軌道は前回の極軌道でのみ可能ですが完全な極軌道では軌道面が回転しません。軌道傾斜角が90°よりも大きな傾斜角にすると地球と同じ方向に回転します。人工衛星から地球を見た場合、地表にあたる太陽光線の角度(入射角)が常に一定なので同一条件で地球表面の観測が可能です。


そして「太陽同期準回帰軌道
太陽同期準回帰軌道「太陽同期軌道」と第2回で扱った「準回帰軌道」を組み合わせたものがこの「太陽同期準回帰軌道」です。地表にあたる太陽光線の角度が常に同じという太陽同期軌道の特性+1日に地球を数周して数日後に同一地点の
上空に戻ってくるという「準回帰軌道」の特性の組み合わせです。しかも太陽に同期しているので数日後に戻ってきたときの通過時間帯も前回と同じになります。
まとめますと「一定周期で同一地点の上空に戻って、かつ通過時間が同じ」ということになります。観測条件が一定で繰り返し観測できるので、地球観測衛星が大変に多く利用する軌道になります。ALOSも極軌道の中の、この太陽同期準回帰軌道で打ち上げられます。


画像提供:JAXA

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2005年07月01日

極軌道というのは軌道傾斜角(赤道を横切る角度)が90°かそれに近い軌道を指します。

極軌道
御覧のような軌道です。この軌道は大体高度が600〜800kmくらいで良く利用されます。静止衛星よりはずっと地球に近い位置で、1周は大体90分くらいです。この極軌道を周回すると下にある地球が西から東へ自転をしているために人工衛星が1周したときには通過地点が地図上でいう西へと変わります。1周毎に少しずつ異なった地域を通って、しかも北極、南極を含めて数日で地球全体をカバーできます。軌道が低くて地表のより詳細な情報が得られることから偵察衛星や地球観測衛星などが多く利用している軌道です。

ALOSも極軌道の一種を利用します。


画像提供:JAXA

h2a_f8 at 14:52コメント(0)トラックバック(0) 

2005年06月29日

同期軌道

同期軌道1日に1回地球の周りを回ってまた元の地点の上空に戻ってくるような軌道を「同期軌道」と言います。前回の「静止軌道」も同期軌道の一種になります。静止軌道の場合、常に赤道上空に位置しますので軌道傾斜角(軌道が赤道を横切る角度)が0°となりますが、「同期軌道」の場合軌道傾斜角が0°に限らず、また楕円軌道の場合もあります。静止軌道ではなかなかカバーしにくい高緯度の観測や通信に利用される軌道です。


回帰軌道

回帰軌道同期軌道は地球を周回するのが1日に1回でしたが、この「回帰軌道」は1日の間に何周も地球を周回して元の地点の上空に戻ってくる軌道です。衛星の周期が地球の自転周期の整数分の1で図のような軌道の場合1日に2回同一地点の上空に回帰します。この軌道も北極や南極に近い高緯度帯の観測、通信に利用される軌道です。


準回帰軌道

準回帰軌道
この軌道も「回帰軌道」同様に1日に何周も地球を回りますが、同一地点の上空に戻ってくるのが数日後となるような軌道です。この軌道は長期的そして定期的に同一地域の観測ができることから、地球観測衛星などがよく利用する軌道です。



まとめ

同期軌道=1日に地球を1周して同一地点へ戻る
回帰軌道=1日に地球を数周して同一地点に戻る(整数回)
準回帰軌道=1日に地球を数周して数日後に同一地点に戻る



という具合になります。なかなかややこしいもんですね^^;


画像提供:JAXA

h2a_f8 at 23:12コメント(0)トラックバック(0) 
先日触れました「ひまわり6号」は静止軌道を周回する衛星です。この静止軌道というのは赤道上空約36000kmという大変に高い高度にあります。

人工衛星には常に地球からの引力が働いています。引力が大きいと地上に落下してしまいますが、ある程度のスピードを出すことで今度は遠心力が発生しこの遠心力が引力と釣り合って人工衛星は地球を周回することができるようになります。スピードが大きくなりすぎると今度は遠心力が大きくなって人工衛星は引力を振り切って、地球からドンドン遠ざかってしまいます。

当然、地球に近い低軌道ほど引力の影響が大きくなるので、より早い速度で地球を周回する必要があります。

スペースシャトルなどが利用する高度300km前後では秒速7.8kmくらい

と日常からはかけ離れた速度です。が、この速度を出さないと地球に落ちてきます。その速度を出すためには膨大なパワーが必要ですが、そのパワーを与えるのがロケットの役目でもあります。しかも正確な速度で正確な高度へ。

話がそれましたが、当然高度が高くなるにつれて地球の引力は弱まります。それだけ速度も遅くても済むわけですが、高度36000kmでは大体秒速3kmくらいと低軌道に比べたらかなり遅めです。

静止軌道
そしてこの36000kmを周ると衛星の周期が地球の自転周期と同じ24時間となるのです。地上から見た場合、常に静止しているように見えることから「静止衛星」と呼ばれるわけです。

毎時間同じ地域の観測を必要とする「気象衛星」や衛星放送を行うための「放送衛星」「通信衛星」には欠かせない軌道となっています。


画像提供:JAXA

h2a_f8 at 02:06コメント(0)トラックバック(0) 
ひまわり6号が正式運用開始となりましたが、ひまわり6号は「静止衛星」とも呼ばれます。これはひまわり6号が投入されている軌道の名前が「静止軌道」と呼ばれることに由来しています。

ひまわり6号など、人工衛星は全て「軌道」と呼ばれるものに投入されます。軌道はさまざまな種類がありますが、事前に人工衛星の用途や目的に沿った軌道が選ばれます。

これから数回に分けて人工衛星が利用する軌道についてお伝えしようと思います。

h2a_f8 at 01:27コメント(0)トラックバック(0) 
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