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人工衛星はどのくらいの速さで地球の周りをまわっているのだろうか?

低い軌道では約8km/s。軌道が高くなるほど遅い。

地表近くの低い軌道をまわっている人工衛星の速さは、ほぼ8km/s(2万8800km/h)だ。これを「第1宇宙速度」と呼んでいる。これは、ジャンボジェット機の約30倍の速さだ。地球1周は4万kmだから、1時間半弱で、ひとまわりしてしまう。

 地球から離れるほど地球が引く力(これは重力と呼ばれたり、万有引力と呼ばれたりする)は弱くなる。そのため、必要な速さは小さくなる。

 「必要な速さが小さくなる」と言って、人工衛星の打ち上げが簡単になると思ったら大間違い。高く打ち上げるのに、エネルギーはよけいに必要だ。

 ところで、右の図のように、地表から約3万6000kmの軌道高度では、地球を一周するのにかかる時間が地球の自転周期と一致する。これが「静止衛星」の正体だ。本当に静止しているわけではなく、赤道上を東向きに自転と同じ速度で飛行しているのだ。
軌道高度(km) 速度(km/s) 周期
0 7.93 1時間24分
400 7.67 1時間33分
1,000 7.35 1時間45
35,786 3.08 23時間56分
静止衛星は、放送衛星や気象衛星として活躍しているが、必ず赤道上空にある。衛星放送用のパラボラアンテナをすべて南に向けている理由もわかるだろう。日本上空で「静止」するのは、不可能なのだ。

 電波(光と同じ速さで30万km/s)が地表と軌道高度約3万6000kmの静止衛星との間を往復するのに0.2秒以上かかる。だから衛星放送の画像はその分、わずかに「遅れて」いるわけだ。

※特に断りのない限り、画像クレジットは©JAXA