산 넘고 바다 건너 지구 반대편과도 방송을 주고받을 수 있는 것은, 지구를 도는 인공위성이 전파를 중계해 주기 때문입니다. 위성은 크게 도는 높이에 따라 성격이 달라집니다.
지구 위 약 36,000km 상공에서, 지구가 한 바퀴 자전하는 시간(24시간)과 정확히 같은 시간에 한 바퀴를 도는 위성을 정지궤도(GEO) 위성이라고 합니다. 지구에서 보면 늘 하늘의 같은 자리에 떠 있는 것처럼 보이기 때문에, 지상의 안테나를 한 번 맞춰 놓으면 계속 그 위성을 향하기만 하면 됩니다. 방송·기상 위성이 주로 이 궤도를 이용합니다.
반대로 지구에서 수백~2,000km 정도로 낮은 궤도(LEO)를 도는 위성은 훨씬 빠르게 움직입니다. 거리가 가까워 신호 지연이 짧고 통신 품질이 좋지만, 한 위성이 한 지역 위에 머무는 시간이 짧기 때문에 끊김 없는 서비스를 위해서는 수십~수천 개의 위성을 무리 지어 띄워야 합니다. 아래 그림에서 두 위성의 도는 속도 차이를 비교해 보세요.
● 저궤도(LEO) 위성 — 빠르게 여러 바퀴 회전 ● 정지궤도(GEO) 위성 — 지상국(빨간 점)과 같은 속도로 회전
정지궤도 위성은 매우 멀리 있어서, 전파가 지구에서 위성까지 갔다가 오는 데 약 0.24초, 왕복으로는 약 0.5초 가까이 걸립니다. 위성 전화 통화에서 살짝 뜸을 들이고 대답하게 되는 것도 이 때문입니다. 저궤도 위성은 거리가 가까워 이런 지연이 훨씬 짧습니다.