1957년 러시아의 스쿠트니크 1호가 최초로 발사 된 후 2007년까지 1만1200여개의 인공위성이 우주궤도에 발사됐다. 이들 인공위성은 사용목적에 따라 수행하는 일이 다르다.

과학적 현상을 관측하고 연구하거나 군사적 목적으로 이용된다. 지구의 기상관측을 예측함으로서 기상재해를 줄이는데 사용되기도 한다. 최근에는 GPS(위성합법장치)위성을 이용한 항법, 측지분야 등에도 사용되고 있다.

우주공간에 있는 수많은 인공위성들이 서로 부딪히지 않는 이유는 무엇일까. 정답은 위성들이 움직이는 궤도에 있다고 전문가들은 말한다.

기상청 관계자는 "모든 위성은 윈 또는 타원궤도의 형태를 가지고 각자의 임무에 따라 자기의 길을 지나고 있다"며 "마치 고속도로를 주행하는 자동차가 차선을 지키는 것처럼 각 위성이 정해진 길을 따라가기 때문에 서로 부딪히지 않는 것"이라고 설명했다.

그렇다면 위성들은 어떤 궤도를 가질까. 기상청은 17일 이러한 궁금증에 대한 해답을 내놨다.

◇저궤도(Low Earth Orbit)

저궤도 위성은 대기 밀도가 거의 0에 가까운 지구 대기의 최상층부를 도는 위성이다. 지구와 가까이 돌고 있어 지구의 아름다운 광경들을 볼 수 있다. 우주에서 찍어오는 아름다운 사진들이 거의 저궤도에서 찍어오는 사진들이다.

또 대기 밀도가 거의 0에 가깝기 때문에 천문 관측 시에 대기에 의한 영향을 받지 않는다. 허블 우주망원경 같은 관측 장비를 궤도상에 올려서 먼 우주를 촬영하는데 사용한다.

저궤도 위성은 주로 고도 500㎞이상, 1500㎞이하의 궤도에서 돌고 있다. 기상 관측, 지구 관측 등의 목적으로 많이 사용된다. 우리나라의 우리별 시리즈, 아리랑 시리즈 등의 위성이 저궤도 위성이다.

◇극궤도(Polar Orbit)

극궤도 위성은 저궤도 위성의 특별한 형태로 북극과 남극을 잇는 궤도를 돈다. 위성이 북극과 남극을 도는 동안 지구가 자전하게 된다. 그로 인해 인공위성이 서쪽으로 조금씩 치우쳐가는 현상(인공위성의 서편현상)을 볼 수 있다.

지구의 전체표면을 관측할 수 있다는 특징이 있다. 이러한 특징을 이용해 기상위성, 관측 위성, 군사 위성 등으로 사용된다.

◇정지궤도 (Geo-synchronous Orbit)

정지궤도 위성은 지구의 자전 주기와 동일한 공전주기를 가지고 지구 주위를 도는 위성으로 약 3만6000㎞고도에서 지구 주위를 돌게 된다. 이때 지구의 자전 주기와 정지궤도 위성의 공전 주기가 같기 때문에 항상 같은 지역의 위에 떠있는 것처럼 보이게 된다.

이 때문에 우리가 하늘을 볼 때 정지한 것처럼 보이게 되는 것이다. 이러한 정지궤도 위성은 통신 위성, 기상 위성 등의 목적으로 사용된다. 천리안위성 역시 정지궤도 위성이다.

◇타원궤도(Elliptical Orbit)

극궤도 위성과는 달리 계란 모양의 타원궤도를 그리며 지구를 돈다. 타원형의 궤도는 지구로부터의 거리가 일정하지 않아서 고도가 높은 지점과 고도가 낮은 지점이 생기게 된다. 이때 고도가 가장 높은 지점을 원지점 고도가 가장 낮은 지점을 근지점이라고 한다.

타원형 궤도를 도는 위성들은 근지점 근처서는 아주 빠른 속도로 움직이고 원지점 근처서는 아주 느리게 움직이게 된다. 위성의 고도가 낮을수록 빠르게 움직이고 고도가 높을수록 느리게 움직이게 된다.

이러한 원리를 이용한 특수 형태의 궤도를 몰니야(Molniya)궤도라고도 한다. 정지궤도 위성과 통신을 할 수 없는 고위도 지방에서 통신이나 방송용으로 사용하고 있다.

즉 근지점은 남반구에 원지점은 북반구에 오도록 궤도를 형성하면 위성은 남반구보다는 북반구에 훨씬 더 오래 머무르게 된다. 따라서 적도상의 정지궤도 위성을 사용할 수 없는 러시아 같은 고위도에 위치한 국가에서는 몰니야 궤도상의 위성을 이용해서 통신을 할 수 있다. /newsis/