어두운 밤에 별 관찰을 위해 사람들을 데리고 나갈 때, 사람들은 머리 위로 지나갈 때 얼마나 많은 인간이 만든 위성이 보이는지 알고 늘 놀랐습니다. 사실, 한두 시간 동안 밖에 머물러 있으면 하늘을 가로질러 가고 있는 십여 마리 이상을 쉽게 발견할 수 있습니다! 그래도 혼란을 이해합니다. 위성은 너무 멀리 있는 것처럼 보입니다. 공간—당신은 그것들이 거의 눈에 띄지 않고 거의 보이지 않을 것이라고 생각할 것입니다.
그러나 이것은 오해의 소지가 있습니다. 대부분은 생각보다 훨씬 더 가깝습니다. 많은 것들은 또한 크고 반짝거리기 때문에 더 밝게 보입니다. 비록 밤이더라도 너 지상에 있어도 위에 있는 위성은 여전히 완전한 햇빛을 받으며 모든 태양 광자를 즐겁게 반사할 수 있습니다. 이 모든 것이 대부분의 위성을 발견하기 매우 쉽게 만듭니다.
현재 지구 주위에는 7,500개 이상의 활성 위성이 있습니다. 그 범위는 기밀 기능을 갖춘 군용 “새”부터 원거리 천문대, 일기 예보, 통신 및 기타 소비자 서비스를 제공하는 평범한 상업용 우주선에 이르기까지 다양합니다. 그리고 수천 명 이상이 비활성 상태입니다. 이러한 사용되지 않는 위성 중 다수는 궤도 탑재량을 올린 후에도 오랫동안 지구를 돌고 있는 로켓 부스터입니다.
데스크탑에 쉽게 들어갈 수 있는 토스터 크기의 CubeSat처럼 작은 위성도 있고, 학교 버스 크기의 허블 우주 망원경처럼 거대한 위성도 있습니다. 더 큰 것들은 햇빛을 반사하는 더 많은 표면적을 제공하기 때문에 더 밝은 경향이 있습니다.
부분적으로 흐린 날에 해가 지는 것을 본 적이 있다면 해가 진 후에도 여전히 구름을 직접 비출 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 구름은 당신보다 더 높은 고도에 있기 때문에 짧은 시간 동안 여전히 지평선 너머의 태양을 볼 수 있으며 따라서 일광의 “추가” 순간을 얻을 수 있습니다. 위성은 훨씬 더 높은 곳에 있으므로 아래 행성에 태양이 지고 몇 시간 후에 완전한 햇빛을 받을 수 있습니다.
얼마나 높이 있나요? 지구 대기의 상한선은 쉽게 정의할 수 없으며 높이에 따라 더 확산됩니다. 그러나 대부분의 우주 애호가들은 우주가 지구 표면 위 100km에서 시작된다는 점을 인정합니다(단지 80km에서 시작한다는 강력한 주장도 있지만). 카르만선(Kármán line)이라고 불리는 이 경계는 공기가 너무 얇아져 궤도를 도는 큰 물체에 미치는 영향이 무시할 수 있는 지점입니다. 하지만 안전을 유지하고 대기 저항을 방지하기 위해 대부분의 위성은 지상에서 최소 160km 떨어진 곳을 공전합니다. 해당 고도와 지구 표면 위 약 2,000km 사이의 모든 것은 “지구 저궤도”로 간주됩니다.
이는 머리 위로 지나가는 위성이 당신에게 꽤 가깝다는 것을 의미합니다. 2시간 이내에 160km를 주행할 수 있지만 직진은 불가능합니다!
실제로 대부분의 위성은 그보다 더 멀리 떨어져 있습니다. 이는 궤도의 크기와 지상의 위치와 관련하여 해당 궤도에 있는 위치에 따라 다릅니다. 머리 바로 위에 하나가 보인다면, 천정에서 가능한 한 가까운 것입니다. 수평선에 더 가까워지면 지구 저궤도 위성도 사용자로부터 1,000km 이상 떨어져 있을 수 있으므로 훨씬 더 희미해질 수 있습니다.
구조적 기하학의 변화는 위성의 지상 기반 가시성을 변경할 수도 있습니다. 일부에는 반사 패널이 있어 햇빛을 올바른 각도로 받아 거울 역할을 하고 그 빛을 사용자에게 직접 잠깐 비출 수 있습니다. 이를 플레어라고 하며 위성의 밝기가 급격하게 어두워지기 전에 급격하게 증가할 수 있습니다. 나는 이 효과가 단조로운 궤도의 새를 갑자기 금성보다 더 빛나게 만드는 것을 여러 번 보았습니다! 정말 구경거리입니다.
또 다른 눈길을 끄는 현상은 위성이 궤도를 돌면서 끝에서 끝까지 구르며 넘어질 때 발생합니다. 사용한 로켓 부스터가 대표적인 주범입니다. 텀블링 부스터의 짧은 끝을 보면 햇빛을 반사할 표면적이 적습니다. 그러나 그것이 회전하면서, 그것은 당신에게 더 긴 면을 보여줍니다. 이로 인해 부스터가 천천히 맥동하는 것처럼 보입니다. 그것은 회전하면서 규칙적인 주기로 더 밝아지고 어두워집니다. 정말 놀라운 일입니다. 장시간 노출 사진에서는 별에 대한 점선처럼 보입니다.
위성이 하늘을 가로질러 이동하는 속도는 궤도를 도는 높이에 따라 달라집니다. 저고도 위성은 비행기와 거의 같은 겉보기 속도로 움직입니다. 하지만 속지 마십시오. 지구 저궤도의 일반적인 속도는 여전히 시속 약 28,000km로, 이는 여객기보다 수십 배 빠릅니다! 겉보기 속도의 이러한 유사성은 실제로 위성을 비행기로 착각하기 쉽습니다. 그러나 이를 구분하는 한 가지 정의 방법은 위성의 밝기가 일정하거나 천천히 변하는 경향이 있는 반면, 비행기의 충돌 방지 표시등은 빠르게 깜박인다는 것입니다. 또한 비행기가 충분히 가까워지면 날개 끝에 있는 빨간색과 녹색 항법등을 구별할 수 있습니다.
발견하기에 재미있는 밝은 위성의 가장 좋은 예는 국제 우주 정거장(ISS)입니다. 길이가 100미터가 넘는 이 구조물은 궤도에서 가장 큰 구조물이며, 하늘을 가로질러 고요하고 부드럽게 미끄러지면서 상당히 밝아질 수 있습니다. 그리고 당신이 그것을 관찰하면서, 기억하십시오: 그 빛의 지점에 살고 있는 인간이 있습니다! 그것은 나를 경외하게 만드는 데 결코 실패하지 않습니다.
일부 위성은 훨씬 더 높은 궤도에 있고 훨씬 더 느리게 움직입니다. 그들은 또한 더 어두워지는 경향이 있어 발견하기가 더 어렵습니다. 이들 중 가장 주목할만한 다수의 정지동기 위성은 약 36,000km 높이에서 지구를 공전하며, 이는 지구의 자전과 정확히 동일한 궤도 주기를 제공합니다. 지상에 있는 우리에게 그들은 별이 뜨고 지는 동안 움직이지 않는(또는 매우 느리게 움직이는) 하늘에 못 박혀 있는 것처럼 보입니다. 별처럼 수평선을 기준으로 움직이지 않기 때문에 일반적으로 저속 촬영 비디오에서 가장 잘 발견됩니다.
또한 여러 개의 위성이 일렬로 모여서 선로 위의 열차처럼 하늘을 가로지르면서 같은 선을 따라 움직이는 것을 볼 수도 있습니다. 이는 할당된 궤도 슬롯에 들어가기 전에 공유 궤적을 따라 새로 배치된 SpaceX Starlink 위성일 가능성이 높습니다. 현대 천문학의 골칫거리임에도 불구하고 이는 놀라운 광경입니다.
때로는 최근 우주선이 ISS로 발사된 후 정거장을 따라가는 희미한 “별”을 볼 수 있습니다. 그것은 랑데뷰를 준비하기 위해 ISS를 따라잡는 재보급선(때때로 우주비행사도 태움)입니다.
때로는 동쪽으로 향하는 위성이 어두워지고, 붉게 변한 다음 지평선 너머로 시야에서 희미해지는 것을 목격할 수도 있습니다. 축하해요; 방금 해가 지는 것을 보셨군요! 위성이 동쪽으로 이동하면 위성의 관점에서 보면 태양이 지는 것처럼 보입니다. 햇빛이 지구 표면에서 볼 때 붉어지고 희미해지는 것처럼(지구의 대기권을 통과하면서 빛이 약해짐) 위성도 궤도의 어둠 속으로 떨어지기 전에 일시적으로 위성에 붉게 물드는 색조를 드리웁니다. 초현실적인 광경입니다!
그렇다면 이러한 현상을 어떻게 직접 관찰할 수 있습니까? 현재 위치에서 어떤 위성이 보이는지, 언제 어디서 위성을 찾을 수 있는지 추적하고 알려주는 앱과 웹사이트가 많이 있습니다. 나는 일반적으로 Heavens Above를 사용하지만 인터넷 검색을 통해 더 많은 것을 찾을 수 있습니다. 위성 추적기에 가능한 한 정확하게 위치를 입력하고(종종 지도에서 선택할 수 있음) 이동하세요.
다음번 맑고 달이 없는 밤에 몇 개를 발견할 수 있기를 바랍니다. 우리 인간이 하늘로 보낸 무언가를 보고 있다는 것을 알면서 그것들을 보는 것은 전율입니다. 그리고 누가 알겠어요? 지구를 관찰하는 새라면 바로 당신을 바라보고 있을 수도 있습니다.
