지구 중궤도

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1. 개요

지구 중궤도(MEO)는 다양한 목적의 인공위성이 활용되는 궤도이다. 주로 GPS, GLONASS, 갈릴레오, 베이더우 등 위성 항법 시스템에 사용되며, 통신 시스템에도 활용된다. 몰니야 궤도는 통신 위성에 사용되었으며, O3b 및 O3b mPOWER 위성군은 저지연 통신 서비스를 제공한다. 1962년 텔스타 1호가 이 궤도에서 운행되었고, 2022년에는 카자흐스탄에서 O3b 위성을 이용한 고속 모바일 인터넷 서비스가 제공되었다. 2023년에는 중간 지구 궤도와 저궤도를 함께 사용하는 위성 인터넷 서비스가 발표되었다. 지구 중궤도에는 우주 쓰레기가 존재하며, 대한민국은 이 문제 해결을 위해 노력하고 있다.

지구 중궤도

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지구 궤도 - 지구 저궤도
지구 저궤도는 지구 대기권과 밴 앨런대 사이에 위치하며 고도 80km에서 500km 사이의 궤도로, 위성 발사 비용이 적고 통신 지연 시간이 짧아 통신, 지구 관측, 우주 정거장 운영에 활용되지만, 우주 쓰레기 문제로 충돌 위험이 증가하고 있다.
지구 궤도 - 스타링크
스타링크는 스페이스X가 개발 중인 저궤도 군집 위성 통신 네트워크 시스템으로, 광대역 인터넷 서비스 제공 및 화성 탐사 자금 조달을 목표로 하지만 빛 공해, 전파 간섭, 위성 충돌 위험 등의 과제도 안고 있다.

1. 개요
2. 활용 분야
- 2.1. 위성 항법 시스템
- 2.2. 통신 시스템
3. 우주 쓰레기 문제

2. 활용 분야

약 29400 km 거리에서 촬영된 카메라 사진. 이는 중간 지구 궤도보다 높은 거리이다. (달 궤도 이동 중인 아폴로 17호에서 촬영된 자르지 않고 회전되지 않은 The Blue Marble 이미지) — 약 29400 km 거리에서 촬영된 카메라 사진. 이는 중간 지구 궤도보다 높은 거리이다. (달 궤도 이동 중인 아폴로 17호에서 촬영된 자르지 않고 회전되지 않은 *The Blue Marble* 이미지)

중간 지구 궤도(MEO)는 다양한 목적의 인공위성이 활용되는 궤도이다.

; 위성 항법 시스템
GPS, GLONASS, 갈릴레오, 베이더우 등 지구 항법 위성 시스템(GNSS)에 주로 사용된다.

GPS 위성은 약 20,200km 고도의 준동기 궤도에서 운용되며, 12시간 주기로 지구를 공전하며 정밀한 위치 정보를 제공한다. GLONASS(고도 약 19,100km), 갈릴레오(고도 약 23,222km), 베이더우(고도 약 21,528km) 등 다른 항법 위성 시스템도 중간 지구 궤도를 사용한다.

; 통신 시스템
몰니야 궤도는 63.4°의 높은 궤도 경사와 0.722의 높은 궤도 이심률을 가지며 주기는 12시간이다. 이 궤도는 북미의 시리우스 새틀라이트 라디오 및 XM 새틀라이트 라디오 위성과 러시아의 몰니야 군사 통신 위성에 사용되었다.

중간 지구 궤도는 저지연 통신 서비스를 제공하는 데 활용된다. 해양, 항공 및 원격 지역에 저지연 시간의 위성 인터넷 광대역 및 데이터 백홀을 제공하기 위한 O3b 및 O3b mPOWER 위성군(고도 약 8,063km)이 대표적이다. 북극과 남극을 커버하는 통신 위성도 중간 지구 궤도에 배치된다.

1962년에 발사된 실험용 통신 위성인 텔스타 1호는 중간 지구 궤도에서 운행되었다.

2022년 5월, 카자흐스탄의 이동 통신 사업자인 Kcell과 위성 소유 및 운영업체인 SES는 SES의 O3b 중간 지구 궤도 위성군을 사용하여 카자흐스탄의 원격 지역에 고속 모바일 인터넷을 제공했다. 이는 정지 궤도 위성 기반의 기존 플랫폼보다 5배 낮은 지연 시간을 보였다.

2023년 9월, 위성 운영업체인 SES는 중간 지구 궤도와 저궤도 모두에서 위성군을 사용하는 최초의 위성 인터넷 서비스를 발표했다. 이 서비스는 SES의 O3b mPOWER 중간 지구 궤도 위성과 스페이스X의 스타링크 저궤도 시스템을 함께 사용한다.

2.1. 위성 항법 시스템

지구 중궤도는 GPS, GLONASS, 갈릴레오, 베이더우 등 지구 항법 위성 시스템(GNSS)에 주로 사용된다.

GPS 위성은 약 20,200km 고도의 준동기 궤도에서 운용되며, 12시간 주기로 지구를 공전하며 정밀한 위치 정보를 제공한다. GLONASS(고도 약 19,100km), 갈릴레오(고도 약 23,222km), 베이더우(고도 약 21,528km) 등 다른 항법 위성 시스템도 중간 지구 궤도를 사용한다.

2.2. 통신 시스템

몰니야 궤도는 63.4°의 높은 궤도 경사와 0.722의 높은 궤도 이심률을 가지며 주기는 12시간이다. 이 궤도는 북미의 시리우스 새틀라이트 라디오 및 XM 새틀라이트 라디오 위성과 러시아의 몰니야 군사 통신 위성에 사용되었다.

중간 지구 궤도는 저지연 통신 서비스를 제공하는 데 활용된다. 해양, 항공 및 원격 지역에 저지연 시간의 위성 인터넷 광대역 및 데이터 백홀을 제공하기 위한 O3b 및 O3b mPOWER 위성군(고도 약 8,063km)이 대표적이다.

1962년에 발사된 실험용 통신 위성인 텔스타 1호는 중간 지구 궤도에서 운행되었다.

2022년 5월, 카자흐스탄의 이동 통신 사업자인 Kcell과 위성 소유 및 운영업체인 SES는 SES의 O3b 중간 지구 궤도 위성군을 사용하여 카자흐스탄의 원격 지역에 고속 모바일 인터넷을 제공했다. 이는 정지 궤도 위성 기반의 기존 플랫폼보다 5배 낮은 지연 시간을 보였다.

2023년 9월, 위성 운영업체인 SES는 중간 지구 궤도와 저궤도 모두에서 위성군을 사용하는 최초의 위성 인터넷 서비스를 발표했다. 이 서비스는 SES의 O3b mPOWER 중간 지구 궤도 위성과 스페이스X의 스타링크 저궤도 시스템을 함께 사용한다.

지구 중궤도에서는 지표면과의 거리가 멀어 원격 탐사에 불리하지만, 전 지구 커버리지를 확보하기 위한 위성 수가 저궤도보다 줄어들 수 있다. 이러한 이유로, 중궤도 위성 컨stell레이션을 사용한 위성 전화 및 통신 시스템이 제안되고 있다.

3. 우주 쓰레기 문제

지구 저궤도에서 중간 지구 궤도, 가장 낮은 고지구 궤도까지 확장되는 우주 파편 상황을 보여주는 인포그래픽

우주 쓰레기는 중간 지구 궤도에서 거의 영구적으로 지구를 공전한다. 대부분의 우주 쓰레기는 중간 지구 궤도 가장자리 너머의 가장 낮은 고지구 궤도까지 확장되며, 이곳은 정지 궤도 위성이 위치하고 사용 종료 후 이와 유사한 궤도, 소위 묘지 궤도에 주차되는 곳이다.

대한민국은 우주 쓰레기 문제 해결을 위해 국제적인 노력에 동참하고 있으며, 자체적인 우주 감시 및 대응 능력 강화를 위해 노력하고 있다.