人工衛星は落ち続けてる？

質問

JAXAのページに「実は人工衛星は落ち続けている」との説明がありましたが、これって本当ですか？
https://humans-in-space.jaxa.jp/faq/detail/000683.html

落ちるのは地球の引力によるものだと思いますが、引力により落ちる物はＧの加速度で落ちるので、落ち続けるなら加速し続けるはずですが、なぜISSなどは一定の時間で地球を周回できるのですか？
加速せずに等速運動してるなら落ち続けるとは言えないと思うのですが、どうなのでしょうか？

回答No.3

hiro_1116 · ベストアンサー

その「落ちる」という言い方で上手く理解してもらえるかは、相手によると思うというのが、私の正直な感想です。

既に他の方が回答してくださっているとおり、円運動を維持するには中心方向に力を与え続けなければなりません。その力が無いと物体は直線を描いて円の中心（地球）から遠くまで飛んでいってしまいます。

重りに紐を付けてぐるぐる振り回して円運動をさせると、紐が引張れれるのが分かると思います。その紐が物体を引っ張っている力と同等なのが、人工衛星で言う重力なのです。
（紐を手から離せば、円運動をやめて真っすぐ飛んでいってしまうのも同じです）

そのこと（地球からの重力により引っ張り続けていないと円軌道を描き続けないこと）を、人目を引く為の見出しとして「落ち続けている」と表現し、エッ？と思った読者が中身を読むと、なるほど～、そういうことを言いたかったのね、となることを期待しているのです。

質問者様が疑問に感じている、常に一方向に一定の力が働いている等加速度運動との関係も、物理で等速円運動を勉強していないと、ちょっと分かりづらい（勘違いしやすい）かもしれません。

お礼

地球に落ち続けるというと所謂「スイングバイ」で加速させる探査衛星のような動きしか想像しなかったのですが、円運動でも加速と表現するんですか。知りませんでした。

回答No.6

okok456

追伸
電車、車やジェットコースターでカーブを通過する時、横Gを体感していますね。
http://mate.choitoippuku.com/kuruma/buhinnmeisyou/08-ya/yoko-g.html

お礼

再度のご回答ありがとうございます。

回答No.5

okok456

等速円運動は常に加速しているから
参考URL　等速円運動の加速度
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/enn/kousinn.html

高校の物理
https://www.youtube.com/watch?v=BUC_wfsKak0

お礼

円運動自体が加速してるのですね。私は「惑星スイングバイ」のように落ち続けるというのは、速度を上げていき第二宇宙速度も越えてしまうようなイメージでした。

回答No.4

sirasak

NHKチコちゃんに叱られるでかなり批判されていますが、
専門家は落ちていると理解しているが、
一般に慣性で釣り合っているからと思う
意見の相違で言っていることは同じと思います。
https://myjitsu.jp/archives/318743
https://tmbi-joho.com/2021/11/26/chiko153-ss/

お礼

実は私も「チコちゃんに叱られる」を見ていて館さんと同じだったのに間違いにされたので、ずっと疑問に思い今回質問しました。
やっぱり、批判が多かったのですね。約200万光年離れてる銀河系とアンドロメダ星雲も引き合ってるそうなので「無重力」というのは明らかに間違いと思うのですが「落ち続ける」より、「降下を続けてる」なら、多少は納得できたんですけどね。

回答No.2

sutorama

簡単に説明しますと「落ちている」＝「↓」です

で、周回しているのではなく、直線に進もうとしているのです

つまり、「進む」＝「→」です

合わせると

→
　↓
　　→→
　　　　↓
　　　　　→→　　　　※円軌道になる
　　　　　　↓
　　　　　　　→
　　　　　　　　↓

となり、落ちる速度に進む速度を「調整」すれば結果、周回し続けるわけです

なので、ISSは進む速度を時々調整していたりするわけですが、人工衛星は速度調整ができない古いタイプは、いつか、落ちてくるわけです

お礼

＞落ちる速度に進む速度を「調整」すれば結果、周回し続けるわけです

理屈はわかりますが、落ちるという表現で疑問が涌いてしまいました。
飛行機などが意図的に高度を調整する場合は、「降下する」と言い、「落ちる」と言えば制御が利かなくなり墜落するイメージですよね。なので、「地球の曲率にあわせて降下を続けてる」と表現すれば良いのに、JAXAの書き方が悪いですね。

回答No.1

kzr260v2

文面の「実は人工衛星は落ち続けている」は、「人工衛星は地球の重力にとらわれている」という意味合いのようです。

※
今回の記事は、
『人工衛星が地表に落下せず、また、軌道からはずれず地球を周回し続けるのは、地球からの重力と、衛星の周回速度のバランスが丁度良いからで、周回速度が足りなければ地表に落下しますし、速度が速すぎれば周回軌道からはずれてしまいます。』
という説明を目的にしています。この目的が理解できると、「落ち続けている」は、単純な垂直方向への落下のことではなく、「地球を周回し続けるために地球からの重力にとらわれていること」が、ご納得できるかもしれません。

※
ISSのような低軌道の周回は、地表からISSへ到達しやすい反面、実はこの高度はごくわずかながら大気があるので、少しずつ速度が低下します。そのため定期的に再加速する必要があったりします。

以上、参考にならなかったらごめんなさい。

お礼

落ち続けると言うより、記事の最後に書いてあるように引力と遠心力が釣り合ってると表現したほうがわかりやすいし、物理に関心の薄い一般の人にも、それだけで十分納得できると思うのですが、わざわざ落ち続けるなんて書くから疑問に感じちゃいますね。