(1) 本文
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現在、 日本のテレビ用の放送衛星は4機あります。 それらはすべて静止衛星で、 赤道上空を、 地球の自転と同じ向き同じ回転速度で、 地球の中心を中心とする等速円運動をしています。 それも、 地球の半径よりも
高い軌道をです。 放送衛星のおかげで、 山やビルの谷間になっている所にも、 きちんと電波が届くようになりました。 しかし、 遠くから来る電磁波はエネルギーが少なくなっていますので、 パラボラアンテナという凹型放物面による反射型焦点を持ったアンテナを使用しなければなりません。 また、 気象衛星「 ひまわり5号 」も静止衛星です。 北緯0度・東経140度 の上空にいつもいて、 日本の周辺の気象データーを収集し、 常時地上に伝えています。すべての静止衛星は、 高さ
, 速さ
です。 逆にいえば、 その高さと速さを保たないと静止衛星になりません。 その理由を考えてみましょう。地球の自転の周期は
です。 よって、 地球の自転の角速度は
です。 したがって、 静止衛星は、 角速度
で公転しています。ここで、 別の論文 力学 > 加速度について考える の(4)の 問題
を見てください。 すると、 質量
の物質が、 速さ
で半径
の等速円運動をしているときに、 円の中心に向かって働いている向心力
は、 次のようになることがわかります。
角速度を
とすると、
になりますので、 向心力は、 次のようにも表されます。
一方、 静止衛星に働いている向心力は、 万有引力の法則から、 次のように表されます。

と
より、
これに、 実際の数値を入れます。

地球の半径は
ですから、 静止衛星の高さは、 次のようになります。
そして、 静止衛星の速さは、 次のようになります。




90 分かけて地球を一周しています。
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