현대 사회는 위성을 기반으로 움직입니다.
내비게이션, 통신, 기상 관측, 군사 감시, 위성 방송까지
우리가 일상적으로 사용하는 거의 모든 기술은
지구 상공을 도는 다양한 위성 시스템에 의존하고 있습니다.
하지만 모든 위성이 같은 고도에 있는 것은 아닙니다.
각기 다른 역할과 목적에 따라
저궤도(LEO) · 중궤도(MEO) · 정지궤도(GEO)
세 가지 대표 궤도에 배치되며,
이 궤도 차이가 위성의 성능·특징·역할을 크게 바꿉니다.
이 글에서는 세 궤도의 특성, 장단점, 활용 분야를 정밀하게 비교해
우주 인프라가 어떻게 구성되는지 살펴보도록 하겠습니다.
오늘은 저궤도 위성 특징광 활용
중궈도 위성의 역할과 장점 그리고 정지궤도 위성의 구조적 특징와 응용
에 대해 알아보겠습니다.
1. 저궤도 위성(LEO) — 빠르고 가깝고 민첩한 궤도
고도: 약 160km ~ 2,000km
지구에서 가장 가까운 궤도입니다.
국제우주정거장(ISS), 지구 관측 위성, 스타링크 등의
수많은 신형 위성이 이 고도를 이용합니다.
저궤도위성은 고도 수백~~수천 KM의 궤도로 지구 주위를 선회하며,지구를 일주하는
시간은 1시간에서 수 시간입니다.
저궤도위성은 지구를 빠른 속도로 돌면서 회전하는데요 통신,감시,지구 ,관측 등
다양한 분야에서 활용하고 있답니다.
활용분야를 간단히 집고 넘어 가 볼께요.
.수천개의 위성을 뛰워 지구 전역을 커버하는 초대형 통신망을 구축하는 프로젝트가 한장 입니다.
.장기 항해 선박이나 기내 와이파이를 제공하지 않는 저비용 항공사도 저궤도 위성을 통해
온라인영상서비스나 영상통화 등을 활용할 수 있습니다.
장점
1) 지연(latency)이 낮다
지구와의 거리가 짧기 때문에
통신 속도가 빠르고 반응성이 뛰어납니다.
이 때문에 저지연 인터넷 서비스에 최적화되어 있습니다.
2) 고해상도 지구 관측 가능
위성이 지표면에 가까워 해상도가 매우 높습니다.
군사 정찰, 환경 감시, 기상 분석에 모두 유리합니다.
3) 발사 비용이 가장 낮다
저궤도는 덜 멀기 때문에 발사 비용이 적고
소형 위성 스타트업이 빠르게 성장하는 배경이 되었습니다.
단점
1) 지구를 빠르게 돈다
LEO 위성은 약 90~120분마다 한 바퀴를 돌기 때문에
한 지역을 계속 커버하기 어렵습니다.
전 지구 통신을 위해서는 수백~수천 기의 위성 군(메가컨스텔레이션) 이 필요합니다.
2) 수명 짧음
대기 저항 때문에
수명이 짧고 지속적인 궤도 유지가 필요합니다.
3) 천문관측 방해 증가
수많은 LEO 위성 증가로
빛 반사 문제와 전파 간섭이 큰 이슈로 떠오르고 있습니다.
2. 중궤도 위성(MEO) — GPS의 심장부 역활은
고도: 약 2,000km ~ 20,000km
저궤도보다 높고 정지궤도보다 낮은 위치로
대표적인 시스템이 GPS · GLONASS · 갈릴레오 · 베이더우 입니다.
장점
1) 넓은 커버리지 + 대역폭 효율
MEO는 LEO보다 높은 곳을 돌기 때문에
지상 커버 범위가 넓고 위성 수가 적어도 됩니다.
GPS가 전 지구를 몇십 개의 위성으로 커버할 수 있는 이유입니다.
2) 중간 지연 — 통신 품질 균형
LEO보다 지연은 높지만 GEO보다 훨씬 낮아
항공·해상 통신, 항법 시스템에서 균형 잡힌 성능을 제공합니다.
3) 오래 운영 가능
대기 저항이 거의 없어
궤도 유지비용이 낮고 수명이 길어 유지관리가 쉽습니다.
단점
1) LEO보다 지연이 높다
게임·화상회의 같은 실시간 서비스에는 덜 적합합니다.
2) 발사 비용이 더 비싸다
LEO보다 멀기 때문에 비용과 에너지가 더 듭니다.
3) 위성 수요는 제한적
주요 활용 분야(GPS 등)가 고정되어 있어
통신 위성 시장에서 MEO 활용은 제한적입니다.
3. 정지궤도 위성(GEO) — 지구와 함께 회전하는 ‘고정된 위성’알아볼께요.
고도: 약 35,786km
정지궤도(GEO)는 지구 자전 속도와 정확히 일치하는 고도로
지구에서 보면 마치 하늘의 한 점에 고정된 것처럼 보이는 궤도입니다.
장점
1) 특정 지역을 지속적으로 관측
항상 같은 지역을 바라보기 때문에
기상 관측, 실시간 방송 송출, 군사 감시 등에 매우 효과적입니다.
2) 소수의 위성으로도 전 지구 커버 가능
보통 3개의 GEO 위성만 있으면
지구 대부분 지역을 커버할 수 있습니다.
3) 인프라 구축이 편리
위치가 고정되어 있으므로
지상 안테나를 움직일 필요가 없습니다
→ TV 방송·통신 서비스에 최적.
단점
1) 지연이 크다
고도가 높기 때문에
왕복 신호 지연이 약 500~700ms 발생합니다.
영상통화, 게임, 원격제어에는 부적합합니다.
2) 발사 비용 매우 비싸다
정지궤도는 가장 높은 궤도이기 때문에
가장 많은 에너지와 비용을 요구합니다.
3) 해상도가 낮다
지표면과 너무 멀어
관측 목적에는 부적합합니다.
4) GEO 슬롯 경쟁
정지궤도는 제한된 위치를 놓고
국가 간 경쟁이 치열합니다.
[표] 3가지 궤도 비교 요약 해보겠습니다.
| 고도 | 160~2,000km | 2,000~20,000km | 35,786km |
| 지연 | 매우 낮음 | 중간 | 높음 |
| 커버리지 | 좁음 | 중간 | 매우 넓음 |
| 위성 수 | 매우 많음 필요 | 적정 수량 | 소수면 충분 |
| 비용 | 낮음 | 중간 | 매우 높음 |
| 용도 | 인터넷, 지구관측 | GPS, 항법 | 방송, 기상, 군사 |
| 관측 방해 | 높음 | 중간 | 낮음 |
요약 해보면
‘어떤 위성이 좋은가’가 아니라 ‘무엇을 위해 쓰는가’가 중요하다
저궤도·중궤도·정지궤도는 각각 명확한 장점과 한계를 가지고 있으며
하나의 궤도가 다른 모든 궤도를 대체할 수는 없습니다.
- 저궤도(LEO)는 빠른 통신·정밀 관측
- 중궤도(MEO)는 항법·균형 잡힌 통신
- 정지궤도(GEO)는 기상·방송·지속 관측
즉, 위성이 어떤 고도를 선택하는지는
“무엇을 관측하고, 무엇을 서비스하며, 어떤 성능을 요구하는가”
에 따라 달라집니다.
앞으로는 이 세 궤도가 각자의 역할을 유지하면서도
AI 기반 궤도 관리와 우주환경 규제를 통해
더 안전하고 효율적인 우주 인프라가 구축될 것입니다.
우주 산업의 발전은 이제 궤도 선택의 시대이며,
그 선택이 곧 기술의 방향을 결정하는 시대가 되었습니다.
앞으로 어떤 위성기술의 발전이 우리 인류에
영향을 끼칠지 기대가 됩니다.