人工衛星は何故、落ちない？その動力は？

Question

人工衛星は何故、落ちずに飛び続けることが出来るのでしょうか？その動力は何なのでしょうか？

当方、天文学や物理学はまったくわからないただの素人です。どなたか易しく教えて頂けないでしょうか？

TXV12003 · Accepted Answer

地球の引力は地球の中心に向いて働きます。
じょうごにビー玉を少し横から投げ入れると、じょうごの内側をしばらく回り続けますよね。
衛星は、じょうごの中をビー玉がくるくる回っている状態です。転がり抵抗でやがてじょうごの穴に落ちてしまいますが、じょうごの表面やビー玉の加工精度が十分に良くて、転がり抵抗がなければ、ずっと回り続けるはずなのです。

ところが地球には大きさがあり、じょうごの中ほどを丸く切った紙などを置いてふさぐと、早くに紙に衝突してしまいます。

だから、ビー玉の速度は十分速くしないといけないのです。そうすれば、じょうごの上のほうを回り続けます。これが人工衛星です。

実際には人工衛星が回っている高度にはごくわずかに空気があり、じょうごの抵抗のようにだんだん速度が落ちて、ほおっておくと地球に墜落してしまいます。そこで、人工衛星には弱いながらロケットが付いていて、時々ちょっとだけ加速してやる必要があります。

nananotanu · Answer

最初のスピードを半永久的に保つと、『真っ直ぐ飛んで』どんどん地球から離れていってしまいます。
曲がる(地球の周りを回っている)、ということは、人工衛星を曲げる力（＝重力）が掛かっている、ということです。

ISSの中で物が浮いたりするのは重力と遠心力がつりあって打ち消されているからで、「正式な文書」を気をつけて読むと無"重力"状態ではなく　無重量状態　とかいてあります(或いは、微小重力環境など)。

nananotanu · Answer

軌道運動をしているものの軌道半径が小さくなると、ケプラーの法則で軌道速度は大きくなります。
ですから、例えば国際宇宙ステーションにソユーズ宇宙船をドッキングさせる時、国際宇宙ステーションに近づいて追いつくためには「一旦逆噴射で高度を落として」スピードを上げます。

逆に、そうでないと重力と軌道運動(円運動)の加速度に対する力が等しくならないので、その高度を保てません。(慣性力(見かけの力)である遠心力を用いて表現すると)重力と遠心力がつりあわなくなるので、より強い方に軌道がずれます(半径が小さく　または　大きくなる)

ssssan · Answer

何故って無重力.空気無い宇宙空間は何にも抵抗無いから最初のスピードを半永久的に保つんじゃないですかー、人工的に制御しない限りは。

foomufoomu · Answer

逆噴射について、もう少し補足しておきますと、

逆噴射すれば、当然ながら衛星の絶対的な速さは遅くなります。しかし、それによって、高度が下がり、軌道の円が小さくなるため、（衛星の速さが遅くなるのより、円が小さくなる影響のほうが大きいため）1周するのに要する時間が短くなります。
これを、地上から見ると、逆噴射によって衛星の速さが増えたように見えます。この速さのことを「対地速度」と呼びます。

逆噴射すると、衛星自体の速さは遅くなりますが、対地速度は速くなります。これがNo.7回答の意味です。

nananotanu · Answer

あ、逆だ。
どうも失礼しました。

まぁ、直接の回答ではないので前の回答も削除されるとは思いますが。

一応、正確に書くと、逆噴射すると逆にスピードが上がります、でした^^；

nananotanu · Answer

軌道運動中のスペースシャトルが逆噴射すると、軌道高度は「高く」なります。

tetsumyi · Answer

人工衛星は地球の重力で落ち続けています。
ただスピードは速いので、落ちた分だけ地球が丸く地面が逃げているので地面に衝突できないだけです。
飛び続けるのは、最初に強力なロケットですごいスピードが与えられたからで、月が地球の周りを回り続け、地球が太陽の周りを回り続けるのとの同じで空気等の抵抗がないので慣性飛行します。
スパースシャトルが地球に帰還する時は、逆噴射して大気圏に突入するように速度を落とします。

ちなみに、普通の人工衛星は地面から４００ｋｍ程度ですが、地球の半径６４００ｋｍからすれば重力は地球表面と大して変わりません。
この高さで宇宙という表現が使われることに、私は違和感を持ちます。
大気圏外と言った方が適切でしょう。

ORUKA1951 · Answer

地球が丸いから・・
＞人工衛星は何故、落ちずに飛び続けることが出来るのでしょうか？
　落ちてます。どんどんと落ちてます。しかし、落ちた先に地面がない。
　古典的な説明だけど、高い塔の上から横に向けてボールを投げると・・・

＞その動力は何なのでしょうか？
　落ちているので動力は要りません。最初に必要な速度が与えられたら・・

＞当方、天文学や物理学はまったくわからないただの素人です。どなたか易しく教えて頂けないでしょうか？
　なら、勉強する。
　みんな不思議に思ったことを理解したくて、勉強してきた。勉強ってそうしたもの。

jusimatsu · Answer

>落ちずに飛び続けることが出来るのでしょうか？
常に重力に引っ張られているという意味で、落ち続けているといえます。
「地表に」落下しないのは、水平方向への充分な運動量があるからです。
ちなみに、落ち続けないと、地球の周りを廻り続けられません。

>その動力は何なのでしょうか？
空気抵抗等運動エネルギーを失う要因が無ければ、継続的な動力は必要ありません。

人工衛星は何故、落ちない？その動力は？

最初のスピードを半永久的に保つと、『真っ直ぐ飛んで』どんどん地球から離れていってしまいます。

軌道運動をしているものの軌道半径が小さくなると、ケプラーの法則で軌道速度は大きくなります。

何故って無重力.空気無い宇宙空間は何にも抵抗無いから最初のスピードを半永久的に保つんじゃないですかー、人工的に制御しない限りは。

逆噴射について、もう少し補足しておきますと、

あ、逆だ。

軌道運動中のスペースシャトルが逆噴射すると、軌道高度は「高く」なります。

人工衛星は地球の重力で落ち続けています。

地球が丸いから・・

地球の引力は地球の中心に向いて働きます。

>落ちずに飛び続けることが出来るのでしょうか？

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