태양복사압 (Solar Radiation Pressure)
쉽게 풀면
빛은 입자처럼 아주 작은 운동량을 가지고 있어서, 물체 표면에 부딪히면 아주 미세하지만 실제로 밀어내는 힘을 만들어냅니다. 이 힘을 태양복사압이라고 하며, 태양빛을 받는 위성 표면에도 이 힘이 작용합니다. 마치 바람이 돛단배를 밀어주듯, 태양빛이 위성을 아주 약하게 밀어내는 셈입니다. 힘 자체는 매우 작지만 태양전지판처럼 면적이 넓은 위성일수록 이 힘의 영향을 더 크게 받습니다.
왜 중요한가
태양복사압은 특히 태양전지판 면적이 넓거나 질량이 작은 위성에서 무시할 수 없는 궤도 섭동원으로 작용하기 때문에 정밀 궤도결정과 궤도 예측에서 반드시 고려해야 하는 요소입니다. 고궤도나 심우주 임무에서는 대기항력의 영향이 거의 사라지는 대신 태양복사압이 상대적으로 더 두드러진 섭동원이 되는 경우가 많습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
정밀 궤도결정 결과에 태양복사압 모델링이 미치는 영향을 다룬 예문입니다.
면적 대 질량 비가 큰 위성의 궤도 변화에 태양복사압이 주는 영향을 살핀 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
태양복사압의 크기는 위성 표면이 태양빛을 얼마나 반사하거나 흡수하는지에 따라 달라지며, 이를 나타내는 반사계수와 위성의 단면적 대 질량 비가 주요 변수로 사용됩니다. 또한 지구가 태양빛을 가리는 지구 그림자 영역에 위성이 들어가면 태양복사압이 순간적으로 사라지는 불연속적인 변화가 발생하는데, 이 역시 정밀한 섭동 모델링에서 함께 고려됩니다. 태양복사압으로 인한 궤도 변화는 주로 이심률과 근지점 인수에 장주기적인 진동 형태로 나타나는 것으로 알려져 있습니다.
주의할 점
태양복사압은 대기항력섭동과 함께 자주 언급되지만 두 힘의 물리적 원인은 전혀 다르며, 특히 고도가 높아 대기가 거의 없는 궤도에서는 대기항력보다 태양복사압이 훨씬 지배적인 섭동이 될 수 있다는 점을 구분해서 이해해야 합니다.