小学生のための中学受験塾。日能研

日能研がこの問題を選んだ理由

地表から見ると常に同じ位置に見える静止人工衛星の公転・自転のようすや周期について考える問題です。子どもたちが問題で与えられた情報から静止人工衛星の動きがどのようなものかをとらえ、身につけた知識や原理を組み合わせて考える力を試す問題になっています。

このような理由から、日能研ではこの問題を□○シリーズに選ぶことに致しました。

日能研による解答と解説

[解答]

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• （例） 衛星の自転周期が公転周期と同じで、自転方向も公転方向と同じにする。

[解説]

• 地球や衛星などが、自身の回転軸を中心に回ることを自転、自分以外の天体のまわりを回ることを公転といいます。
  MTSAT-1Rなどの静止衛星は、地表から見ると常に同じ位置に見えます。このことから、衛星の公転する向きと速さは、地球の自転する向きと速さと同じであることがわかります。地球は1日（1440分）で1回、西から東へ自転しています。このことをもとに、選択肢の内容を見ます。
  • …「赤道上空を東に回ればよい」ということから、地球の自転の向きと同じであるとわかります。また、衛星が公転している高度は地表から遠くにあるため、赤道上空にあっても日本の地表を観測することが可能と考えられます。
  • …「北極、南極を通るように回る」ということから、衛星は西から東の向きではなく、北の方から南の方（南の方から北の方）に動いていると考えられます。このような公転をする衛星を地表から見ると、日時によって衛星の位置が南や北にずれて見えたり、日本から見えない範囲に衛星が移動してしまうことも考えられます。
  • …経線は、北極と南極を結んだ線を考えたときの線なので、「経線上空を回る」ということは、地球を南北に移動することになります。したがって、地球の自転の向きとちがっているので、地表から衛星は静止して見えません。
  • …「日本上空を通過する」ということは、日本の上空にとどまらず、通り過ぎてしまうことになります。したがって、地表から衛星は静止して見えません。
  • 以上のことから、衛星は「」のように動いて見えると考えることができます。

• 月は地球のまわりを公転している衛星です。地球から月を見ると、いつも月の同じ面が見えます。これは、月の自転周期と公転周期が同じで、月の自転の向きと公転の向きが同じだからです。
  この問題では、人工衛星（MTSAT-1R）が気象観測を行うために常にカメラが地球の方を向いていることになるため、地球から衛星を見たときに、いつも衛星の同じ面が見えると考えられます。したがって、月と同様に考えると、衛星の自転周期と公転周期を同じにして、自転の向きと公転の向きも同じにすると、常に衛星のカメラが地球の方を向いていることになります。このようすをかんたんな図で表すと、次のようになります。