원지점과근지점 (Apoapsis and Periapsis)
쉽게 풀면
위성이 도는 타원 궤도는 원과 달리 지구로부터의 거리가 계속 달라집니다. 이 타원 궤도에서 지구와 가장 멀리 떨어진 지점을 원지점, 가장 가까운 지점을 근지점이라고 부릅니다. 마치 그네가 가장 높이 올라간 지점과 가장 낮게 내려온 지점이 있는 것처럼, 위성도 궤도를 돌면서 거리가 가장 먼 순간과 가장 가까운 순간을 반드시 한 번씩 지나가게 됩니다. 위성의 속도는 근지점에서 가장 빠르고 원지점에서 가장 느려지는 특징이 있습니다.
왜 중요한가
원지점과 근지점의 고도는 궤도의 크기와 이심률을 나타내는 가장 직관적인 지표로, 임무 궤도를 설명하거나 궤도 기동 지점을 선택할 때 기본적으로 사용됩니다. 또한 궤도상승이나 궤도경사각변경기동과 같은 기동을 연료 효율적으로 수행할 지점을 정할 때도 원지점과 근지점의 위치가 중요한 판단 기준이 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
속도가 느린 원지점에서 기동을 수행해 연료를 절약하는 전략을 설명한 예문입니다.
구체적인 임무 궤도를 원지점과 근지점 고도로 표현한 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
원지점과 근지점 고도의 평균으로부터 궤도의 장반경을 구할 수 있고, 두 값의 차이로부터 궤도의 찌그러진 정도를 나타내는 이심률을 계산할 수 있어, 이 두 값은 케플러궤도요소와 직접적으로 연결됩니다. 지구를 도는 궤도에서는 근지점과 원지점이라는 표현이 널리 쓰이지만, 태양을 도는 궤도에서는 근일점과 원일점처럼 중심 천체에 따라 다른 명칭이 사용되기도 합니다. 케플러 법칙에 따라 위성은 근지점에서 최고 속도를, 원지점에서 최저 속도를 가지는 것이 이론적으로 알려져 있습니다.
주의할 점
원지점과 근지점은 원 궤도에서는 사실상 구분되지 않으며, 이심률이 0에 가까운 원형에 가까운 궤도일수록 두 지점의 고도 차이가 거의 없어 그 의미가 약해진다는 점을 이해해야 합니다.