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人工衛星やISSの軌道はどうやって決めるのだろうか?

人工衛星などの使用目的や、宇宙の環境によって決める。

 軌道高度は、地上から200km~1000kmの範囲と、3万6000km付近の2つに大きく分かれる。前者は「低軌道」と呼ばれて、国際宇宙ステーション(ISS)などに使われる軌道で、後者は「静止軌道」と呼ばれて、気象衛星や放送衛星などに使われる軌道なのだ。では、どのように使い分けているのだろうか?

 空気の抵抗による衛星の減速を極力ふせぐため、空気が十分うすい200km以上の高度が必要である。一般的にロケットの運搬能力は、軌道高度が高くなるとともに、急激に低下していくため、特に要求がない限り、低い軌道が選ばれる。また、地球のまわりには、太陽や銀河系から「宇宙線」と呼ばれる人体に危険な放射線が飛び交っている。でも地上から1000~5000km付近の上空には、「ヴァン・アレン帯」という地球の磁場で放射線を閉じ込める場所があって、そこから下の高度へふりそそぐ放射線はかなりさえぎられる。だから、人が生活したり宇宙実験をするには、人体に安全な500km以下の軌道高度が選ばれるのだ。

 一方、赤道上空の高度約3万6000kmの円軌道を飛行する人工衛星は、地球を1周するのにかかる時間が自転と同じ24時間となるので、地上から見上げるといつも同じところに止まっているように見える。だから、この円軌道は「静止軌道」と呼ばれ、宇宙から地上の同じ場所をずっと観測することを目的とした気象衛星などは、この軌道を利用するのだ。

※特に断りのない限り、画像クレジットは©JAXA