2018-10-15
org.kosen.entty.User@61fccc4f
정지상(1234wltkd)
- 2
수능을 앞두는 시점에 갑자기 궁금해져서 그런데 여기 계시는 높으신 분들의 답을 들어보고 싶어서 질문드려요..
질문이 2개인데요
첫번째는 저번 8월 12일에 발사한 미국 태양탐사선이 앞으로 수년간 태양 탐사를 한다는 말을 듣고 여러가지를 찾다 인공위성이 지나다닐 궤도를 보게 되었는데 지구의 인공위성처럼 지구 주변만 빙글빙글 도는게 아니고 타원형으로 도는걸 봤는데, 왜 태양 주변만 빙글빙글 도는게 아니라 타원형으로 도는건가요? 그렇게 돌면 꽤 시간낭비일것 같은데...
Parker Solar Probe 궤도 영상은 https://youtu.be/cMNQeCWT09A 여기서..
그리고 두번쨰 질문은 (위 질문과는 전혀 상관 없고) 인간이 가장 멀리 보낸 것으로 보이저 1호와 2호를 말하는데, 지구에서 한번 쏘아올리면 연료가 다 떨어지고 속도가 갈수록 줄어들어 그 'Flyby' 라는 것을 한다고 들었어요. 예전에 국어 모의고사 지문에도 나왔던걸로 기억하는데 행성의 중력을 이용해 추진력을 얻고 중력장? 거기서 빠져나온다고 얼추 기억하는데 한번 행성의 중력의 영향력이 미치는 곳에 들어가면 빠져나오는데 오히려 더 연료를 쓰게 되는거 아닐까요?
다쓰고 보니 좀 질문이 이상해 보이네요
하나만이라도 답변해주시면 ㅠ 예전부터 궁금해 하던거라 .. ..
질문이 2개인데요
첫번째는 저번 8월 12일에 발사한 미국 태양탐사선이 앞으로 수년간 태양 탐사를 한다는 말을 듣고 여러가지를 찾다 인공위성이 지나다닐 궤도를 보게 되었는데 지구의 인공위성처럼 지구 주변만 빙글빙글 도는게 아니고 타원형으로 도는걸 봤는데, 왜 태양 주변만 빙글빙글 도는게 아니라 타원형으로 도는건가요? 그렇게 돌면 꽤 시간낭비일것 같은데...
Parker Solar Probe 궤도 영상은 https://youtu.be/cMNQeCWT09A 여기서..
그리고 두번쨰 질문은 (위 질문과는 전혀 상관 없고) 인간이 가장 멀리 보낸 것으로 보이저 1호와 2호를 말하는데, 지구에서 한번 쏘아올리면 연료가 다 떨어지고 속도가 갈수록 줄어들어 그 'Flyby' 라는 것을 한다고 들었어요. 예전에 국어 모의고사 지문에도 나왔던걸로 기억하는데 행성의 중력을 이용해 추진력을 얻고 중력장? 거기서 빠져나온다고 얼추 기억하는데 한번 행성의 중력의 영향력이 미치는 곳에 들어가면 빠져나오는데 오히려 더 연료를 쓰게 되는거 아닐까요?
다쓰고 보니 좀 질문이 이상해 보이네요
하나만이라도 답변해주시면 ㅠ 예전부터 궁금해 하던거라 .. ..
- 인공위성
- 태양탐사선
- flyby
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
이응신님의 답변
2018-10-16- 4
수능이 가까운데 이런 현상까지 관심을 가지다니 대단합니다. 인터넷에서 찾아보면 쉽게 답을 얻을 수 있을텐데.
위성은 지구나 달, 태양주위를 돌더라도 99% 이상은 타원궤도로 돌고 있습니다. 원형궤도를 도는 위성은 없다라고 봐도 됩니다. 왜냐하면 원형궤도는 같은 회전속도에서 하나만 있으나 타원궤도는 여러가지가 있으므로 정밀하게 원형궤도를 유지하는 진입각도를 잡는것보다 여러 타원궤도 중 하나를 선택하는 편이 훨씬 더 수월하기 때문입니다. 오랜 기간동안 비행을 하고 해당 천체에 접근을 할 때 여러 오차때문에 정밀하게 원형궤도로 진입하는 것 자체가 불가능하다고 보면 됩니다.
지구 주위를 도는 위성도 원형궤도를 유지하면 지구와 거리가 일정하기 때문에 어느 특정 부분을 상세히 관찰하거나 교신을 할 때 힘든 경우가 많습니다. 타원궤도를 유지하면 지구나 해당 천체에 끌려들어가지 않고 타원궤도를 이용해서 좀 더 가까이 접근할 수 있습니다.
[플라이 바이]
중력장은 보존장이므로 접근할 때 얻는 속도가 빠져나올 때 속도와 비겨 속도증가가 일어날 수 없습니다. 그러나 행성을 이용하는 플라이바이는 행성 자체의 공전속도가 더해지기 때문에 속도증가가 일어나는겁니다. 행성이 가만히 있으면 위성이 스윙바이를 하더라도 빠져나올 때 속도를 잃어버리므로 속도증가가 일어나지 않습니다. 그러나 행성이 공전을 하면 공전속도가 스윙바이를 하는 탐사선에 더해지므로 결국 행성의 공전속도가 더해지는 이점이 있습니다. 감속을 시키려면 반대로 하면 되겠지요. 수능을 본다니까 기체의 압축과 팽창이 나올겁니다. 기체를 압축시키면 내부온도가 올라가는데 이것과 스윙바이를 연결시켜서 생각해보세요. -
답변
김채형님의 답변
2018-10-17- 2
태양탐사선이 원자력추진, 이온추진, 태양풍 돛같은 걸 단 최신의 우주추진 시스템을 가지고 있으면 원글자 말처럼 원형이 가장 이상적이죠. 그런데 탐사선은 기본적으로 자세 제어만 할 수 있는 고압가스탱크를 가지고 있고 그걸로 자세 제어만 합니다. 소형 로켓추진제를 가진게 현재 기술로는 한계이고요...동영상을 보면 지구궤도를 떠난 탐사선은 관성으로 비행을 하고 flyby에 의해 속도증가와 방향 제어를 하는데 이는 수성과 금성의 궤도 계산을 통해 나온거고 결국 타원으로 밖에 비행이 안됩니다.
flyby는 고등학생이면 벡터를 배웠을 텐데 위성의 속도에 행성들의 운동속도를 더하거나 빼면서 위성의 속도가 조절이 되는거고, 행성의 중력에 의해 위성의 진행 방향이 달라지는거죠. 한 예로 목성 탐사 위성을 발사한다고 하면 지구, 화성의 공전궤도의 자전주기 중력장을 모두 계산해서 보내게 됩니다. 위성은 화성 중력에 끌려가지 않도록 최적궤도를 계산하고...혹시라도 계산이 틀려 행성의 중력장으로 빨려 들어가면 그 위성은 안녕~이죠.
위성은 관성비행이에요...어벤저스나 스타워즈 영화처럼 이온추진이나 엔진을 가진 우주선이 아니에요.
플라이바이는 행성의 중력을 이용하는게 아니라 공전속력을 쓰는건가보네요
감사합니다 ㅠㅠ