人工衛星の速度について
人工衛星の「速度」は、宇宙開発において非常に重要な概念です。
しかし、地上での感覚とは大きく異なるため、十分に理解されていないことも多くあります。
このページでは、人工衛星の速度について、なぜそれほど速いのか、どのような意味を持つのかを基礎から整理していきます。
結論：地球に近いところを周回する人工衛星は、秒速7〜8km/sで地球を回っている！
人工衛星は、地球の重力に引かれながらも落下せず、地球の周囲を回り続けるために、非常に高速で移動しています。
その速度は軌道の高さによって異なりますが、低軌道（LEO）ではおよそ秒速7.8km/s、つまり時速約28,000km/hにもなります。
これは、東京から大阪までを1分で移動できるほどの速さです。
人工衛星の速度はどうやって決まる？
そもそも人工衛星の速度とは何を指すのでしょうか？
一般に「人工衛星の速度」とは、「地球の周りをどれぐらいの速さで回っているのか？」を表します。
この速度は、地球の中心からの距離、つまり軌道の高さによって決まります。
衛星が重くても軽くても、高度が同じなら基本的に必要な速度は同じです。
これは、重力と遠心力のバランスによって軌道が維持されるためです。
宇宙機の速度に関する全般的な話についてはこちら
では実際の速度は？
人工衛星が落下せずに飛び続けるには、地球の重力と遠心力が釣り合うような速度で飛行し続ける必要があります。
すると、軌道の高さが低いほど重力の影響が強くなるため、より速く回る必要があるということになります。
逆に、高い軌道では少々速度が遅くても軌道を維持することができます。
具体的には以下のようになります。
- 低軌道（LEO）：国際宇宙ステーションなどが存在する高度約400kmでは、秒速約7.8km/s
- 中軌道（MEO）：GPS衛星などが存在する高度約20,000kmでは、秒速約3.9km/s
- 静止軌道（GEO）：気象衛星などが存在する高度約36,000kmでは、秒速約3.1km/s
このように、軌道の種類によって速度は大きく異なります。
それでも、1秒で数kmという超高速であることに変わりはありません。
軌道に関する詳しい話についてはこちら
高度が変わる場合の速度は？
ここまでの話は、円軌道の場合：つまり「常に同じ高度を保つ軌道」の場合についてです。
実際の宇宙開発においては、高度が周期的に変化する「楕円軌道」が使われることもあります。
その場合でも、「地球の中心からの距離によって速度が決まる」という原則は変わりません。
すなわち、地球に近づくほど速度が速くなり、遠ざかるほど遅くなります。
たとえば、ある人工衛星が楕円軌道を描いている場合、最も地球に近づく地点（近地点）では速度が最大になり、
最も地球から離れた地点（遠地点）では速度が最小になります。
具体的な計算は少し複雑になりますが、基本的な考え方は「距離が近いほど速く、遠いほど遅い」ということです。
楕円軌道に関する詳しい話についてはこちら
もっと人工衛星の速度について知りたい人へ
信頼できる情報源を読むことで、人工衛星の速度についてさらに深く理解することができます。
JAXA有人宇宙技術部門のページでは、人工衛星の速度についてのよくある質問について丁寧な回答が提示されています。
JAXA有人宇宙技術部門のページの「よくあるご質問」では、「有人」や「国際宇宙ステーション」に関連する疑問に対して、
丁寧な解説がなされており、非常に信頼性が高いです。
また、宇宙開発用語集でも、軌道や人工衛星に関連する用語を詳しく解説しています。
詳細は以下の関連用語のページから見てみてください。
軌道に関する用語の意味の一覧はこちら
人工衛星に関する用語の意味の一覧はこちら
まとめ
- 人工衛星は、地球の重力と遠心力のバランスで高速で周回している
- 軌道の高さによって必要な速度が異なる
- 低軌道では秒速約7.8km/s、静止軌道では秒速約3.1km/s
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