人工衛星はなぜ落ちない？

初歩的な質問で申し訳ございません。

人工衛星は、引力により、常に地球に向かって落ちているという説明がありますが、どうして地球とぶつからないのですか。つまり、静止軌道上にある通信衛星等を逆噴射により速度をゼロにすれば、働く力は引力だけになるので、地球にぶつかるはずです。こうすれば、静止軌道にある寿命のきた衛星を簡単に処分できると思いますが。

No.7 ベストアンサー 回答者： no009 回答日時： 2007/08/02 20:23

＞人工衛星は、引力により、常に地球に向かって落ちているという説明があります。

たいへん意地悪な表現だと思います。また、うそだと断定することも難しいです。

人工衛星が重力の影響で地球方向に力を受けて入るので、地球方向に加速度運動をしていると思います。（云っていることは同じ。）
加速度運動をしている（力を受けている）ので、速度は速くなるか、遅くなるか、速度の方向を変えているかと思います。人工衛星の場合は、速度は変えずに速度の方向を変えることに力(重力)を使っています。月が落ちてこない理由と同じです。

この辺はご理解の範囲でしょう。

本題です。
＞衛星等を逆噴射により速度をゼロにすれば、働く力は引力だけになるので、地球にぶつかるはずです。

ご思考の通りというか、速度を０にする必要もありません。少し減速させるだけで、高度が徐々に落ち、いずれ空気抵抗によりあっという間に速度を失い、一気に地球にぶつかります。

また、減速するエネルギーがあれば、減速する方向でなく、地球方向に向かって落ちるように使用すれば、もっと早く落ちます。
さらに、もっとエネルギーがあれば人工衛星を加速させ、地球脱出速度以上にすれば、地球の重力影響圏外に飛んでいきます。

（単純に物理の問題として回答しています。落ちることによる社会的な、環境的な、安全上の問題は考慮していません。）

No.10 回答者： edw-19 回答日時： 2007/08/02 20:49

時間の無駄とは言われないように。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%A8%E5%8A%9B

No.9 回答者： edw-19 回答日時： 2007/08/02 20:45

ちゃんと計算しましょう。

言葉では物理は出来ませんので、方程式を眺めているのではなくちゃんと計算が合うまですれば良いのでは？

＞地球にぶつかるはずです
なら、ちゃんと方程式で計算すべきですね。

推力Ｖ＝ｍｄ/ｄｔです。
人工衛星の質量の推進剤をどれだけの速さでどれだけの時間放出すれば目的が達成出来るのでしょうか？

搭載不可能なのでは？
出来る事と出来ない事の区別はつけましょう。

No.8 回答者： sanori 回答日時： 2007/08/02 20:41

＞＞＞

どうして地球とぶつからないのですか

この図が分かりやすいと思います。
http://www.kagakukan.pref.ibaraki.jp/ucyu/ucyu_2 …
投げるボールの速さが大きくなると、だんだん遠くで落下するようになり、
ついには、どこでも落ちなくなって円軌道になります。
（ちなみに、勢いが付き過ぎると、円軌道ではなく彗星と同様の楕円軌道になります。）



＞＞＞
つまり・・・逆噴射により速度をゼロにすれば、働く力は引力だけになるので、
地球にぶつかるはずです。・・・簡単に処分できると思いますが。

なるほど。
しかし、人工衛星に逆噴射するだけの装置も燃料も搭載する余裕はありません。
もし搭載しようとすると、人工衛星の重量が大幅に増え、お金の膨大な無駄遣いになります。
人工衛星に搭載されているエンジンは、たとえばイオンエンジンがありますが、
それは、速度や方向をちょっとだけ変えるぐらいの勢いしかありません。

No.6 回答者： a-saitoh 回答日時： 2007/08/02 17:48

違う説明をしてみましょう。

人工衛星は落ちています。常に。

例えばスキーのジャンプ競技ではジャンパーは落ちていますが、軟着陸できています。それはジャンプ台が傾斜しているせいです。

人工衛星はどんどん落ちていっていますが、地球は丸いので先へ行けば行くほど地面が下に曲がります。人工衛星はあまりにも早い速度で動いているので、落ちる量と地球の丸みのせいで地面が遠ざかる量が釣り合っているのです。

No.5 回答者： cliomaxi 回答日時： 2007/08/02 16:09

引力と公転速度がつり合っているので落ちません。

地球から遠いほどゆっくりと、近いほど速い速度で公転しています。
地球の自転と、人工衛星の公転がほぼ一致しているものを「静止衛星」と云います。

>静止軌道上にある通信衛星等を逆噴射により速度をゼロにすれば・・・

厳密に云えば人工衛星を逆噴射させると速度は0にならず逆に加速します。
これは引力に引かれて加速する為です。(結果的には質問に有るように地球に落下する事になるのですが。)
しかし、大気圏突入で全てを燃え尽きさせる事は出来ません。

No.4 回答者： outerlimit 回答日時： 2007/08/02 15:31

猛烈な速度で落下しています

しかし同時に横方向（地球の重力と直角方向）にも猛烈な速度で移動しています（衛星の高度によっても異なりますが　秒速数千m）

ですので　何時まで経っても、落下した先に地面が無いのです（地面からの距離が変わらない）

なお、大型の人工衛星の場合、地表に落下しても燃え尽きません
完全に燃え尽きさせるには　塊が10cm以下になるように細かくする必要があります

早とちりで中途半端な理解が、邪魔をしていることにお気づきください

No.3 回答者： noname#39970 回答日時： 2007/08/02 15:29

http://www.google.co.jp/search?q=%E4%BA%BA%E5%B7 …

No.2 回答者： j_nishiz 回答日時： 2007/08/02 14:31

＞静止軌道上にある通信衛星等を逆噴射により速度をゼロにすれば、働く力は引力だけになるので、地球にぶつかるはずです

これはその通りですね。
でも、衛星には速度を止めるほどの逆噴射の能力はありません。

No.1 回答者： SRitchie 回答日時： 2007/08/02 14:29

遠心力って知ってますか？