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気象衛星は静止軌道から同じ地域を高頻度で観測し、可視・赤外・水蒸気など複数波長から雲、台風、上空の風、海面水温を監視します。宇宙から気象を観測できる理由を解説します。

人工衛星は、観測装置・通信アンテナ・太陽電池を正しい方向へ向け続ける必要があります。姿勢が自然には固定されない理由と、センサー・リアクションホイール・スラスタによる制御を解説します。

人工衛星は太陽電池だけでは連続運用できません。日照中に発電し、バッテリーへ蓄電し、日陰中は蓄えた電力を使い、電力制御器が充放電・電圧・配電を管理する理由を解説します。

人工衛星の寿命は、燃料残量、バッテリー劣化、太陽電池の発電低下、電子機器や可動部の劣化などで決まります。設計寿命と実際の運用寿命が違う理由を解説します。

宇宙では空気による対流がほとんどないため、物体の温度は太陽光などの入熱と赤外線による放熱のバランスで決まります。日なたと日陰で大きな温度差が生まれる理由を解説します。

運用を終えた人工衛星やロケットは軌道上に残ると高速のスペースデブリになります。なぜ小さな破片でも危険なのか、衝突でデブリが増える仕組み、追跡・回避・除去策を解説します。

音は空気・水・固体などの媒質の振動として伝わります。宇宙空間は高真空で粒子が極端に少ないため、通常の音波はほとんど伝わりません。ISS船内や固体、銀河団の希薄ガスではどう違うかも解説します。

光は空気や水の振動ではなく、電場と磁場の変化として進む電磁波です。そのため真空の宇宙空間でも伝わります。光速、電磁スペクトル、宇宙観測・通信への利用まで解説します。

ISSでは宇宙飛行士が無重量になりますが、完全な0Gではありません。大気抵抗、重力勾配、姿勢制御、機器振動などで微小な残留加速度が生じるため「微小重力」と呼ばれます。

遠い宇宙探査では、電波も光速を超えられないため通信に数分〜数十時間の遅延が生じます。火星・MMX・Voyagerを例に、通信遅延が探査機の自律航法や地上運用をどう変えるかを解説します。