1. 지구 저궤도(LEO)
고도 100~2000km 정도의 궤도들
지구 바로 위를 도는 궤도라서 가장 가기 쉬운 궤도임
2. 정지궤도, 정지궤도 천이 궤도(GEO, GTO)
정지 궤도는 지표면에 대해 정지해 있는 것처럼 보이는 궤도라서 정지 궤도임
정지해 있는 것처럼 보이기 때문에 기상 위성(날씨 감시에 적합함), 통신 위성(한 자리에서 계속 통신할 수 있게 해줌) 등의 목적으로 사용됨
적도면을 따라 움직이는 궤도이기 때문에 일단 저궤도에서 정지 궤도의 고도(36000km)까지 가는 천이 궤도를 만들어주는데 이걸 정지 천이 궤도(GTO)라 하고(소모 delta V : 2450m/s)
궤도의 저점 고도를 고점 고도와 똑같이 맞춰 주고, 궤도경사각도 맞춰 주면 됨(적도 근처에서 쏜 경우 궤도경사각 수정을 안 해도 됨)
정지 궤도는 이심율(타원이 아닌 정도)이 0이고 궤도 경사각도 0도인 적도의 어느 점 바로 위에 있는 궤도임
최근점 35768km, 최원점 35768km, 궤도 주기 23시간 56분 4초
지구 표면에서 본다면 위성은 이렇게 거의 점 위를 돌아다님
3. 몰니야 궤도, 툰드라 궤도
소련은 대부분의 땅이 극지에 있기 때문에 정지 궤도 위성이 못 닿는 곳도 있음 그래서 쓰는 궤도가 이 두 궤도임
몰니야 궤도는 최원점 39873km, 최근점 500km, 궤도경사각 63.4도의 궤도임, 궤도 주기가 12시간이라서
지구 표면에서 보면 이렇게 보임
하루에 위성이 두 번 뜨고 지는데 극지방에서 최원점을 갖기 때문에 가장 머무르는 시간이 김
이렇게 세 대를 띄워놓고 있으면 극지방에서는 때와 장소에 상관없이 위성 통신이 가능함
툰드라 궤도는 최고점 46300km, 최근점 25250km인 궤도인데 특이한 점은 궤도 주기가 24시간이라서
지구 표면 기준에서 보면 한 점 위에 오래 떠있는 궤도를 만들 수 있음
주기가 더 긴 몰니야 궤도라고 보면 됨
4. 태양 동기 궤도
대부분의 궤도들은 지구 중심을 기준으로 회전하기 때문에
태양 위치와 궤도는 관련이 없음
지구의 중력 영향력이 태양의 중력 영향력보다 더 큰 지점에서는 궤도는 지구를 기준으로 한 좌표계에서 움직임
그런데
지구는 약간 타원 모양이라서 적도 방향으로 인공위성을 잡아당겨서 시간이 지날수록 궤도가
이렇게 조금씩 바뀜(분홍색 선들의 넓이를 보자)
이걸 잘 조절하면
이렇게 태양을 기준으로 궤도가 천천히 회전하는 것처럼 보이는 궤도를 만들 수 있음
태양동기궤도는 대략 고도 550km인 원궤도에서 궤도경사각 98도 정도임
고도와 궤도 경사각에 따라 많은 태양동기궤도가 존재하고 태양동기궤도의 최대 고도는 12352km임
더 가까이서 궤도를 봐보면
태양동기궤도는 궤도 간의 거리가 작으며, 천천히 회전하고
일반적인 경사궤도는 궤도간의 거리가 더 넓은 것을 볼 수 있음
이 현상을 j2 perturbation라고 함
태양동기궤도는 태양의 위치를 기준으로 움직이기 때문에 해가 뜨고 지는 지역을 돌면서 태양빛을 받을 수 있는 여명 궤도같은 궤도도 만들 수 있고, 사진을 촬영하기 적절한 정도의 빛을 받는 궤도를 고를 수 있음
그래서 주로 지구 관측 위성이나 첩보 위성 등이 사용하는 궤도임
특정 지역을 특정 시간대(지구 표면 기준)에 지나간다는 것이 장점임
첩보 위성이 사진을 찍는데 빛의 양이 1년마다 변하면 효율성이 많이 떨어짐 저녁이나 아침에는 빛 때문에 사진을 찍기가 힘듬
많은 전력을 요구하는 레이더위성이나 태양 관측 위성은 여명 궤도를 사용하면 더 적은 배터리나 태양전지판을 장착해도 됨
인공 위성을 설계할 때 태양빛에 따른 열 특성도 적게 고려해도 되서 비용을 아낄 수 있음