宇宙ステーションに関する問題 | 中学受験　田中貴.com

2021年女子学院の問題です。

地球の半径を6350km、地球の自転周期を24時間として以下の問いに答えなさい。
1国際宇宙ステーション（ISS）は、高度約400kmを時速約28000kmで図1のように地球を周回している。ISSが地球を1周するのにかかる時間は約(　１　)である。その間に地球は自転するので、地上から見るとISSの軌道は1周につき（　２　）へ（　３　）°ずつずれていき、ある地点の上空にあったISSは（　４　）周すると、つまり（　５　）日後、もとの地点の上空に戻る。
　図2はある期間のISSの軌道を地図上に示したものである。

（1）（　１　）に入る時間を計算し、最も近いものをア～キから選びなさい。
　　ア　5分　　イ　30分　　ウ　45分　　エ　90分　　オ　150分　　カ　6時間　　キ　12時間
（2）（　２　）に入る方角をア～クから選びなさい。
　　ア　北　　イ　北東　　ウ　東　　エ　南東　　オ　南　　力　南西　　キ　西　　ク　北西
（3）（　３　）～（　５　）に入る数値を（　１　）で選んだ時間を用いて計算しなさい。
（4）ISSがその上空を飛行することのない大陸をア～オから選びなさい。
　　ア　ユーラシア大陸　　イ　北アメリカ大陸　　ウ　南アメリカ大陸　　エ　アフリカ大陸　　オ　南極大陸

（5）図2の♦の位置にISSがあったときから、1周後のISSの位置を解答欄の図に●で示しなさい。また、●から1周分のISSの軌道を図中の点線をなぞったり、必要があれば線をかき加えたりして図示しなさい。

（6）ある日の日没時、ISSがちょうど真上に位置していた地点において、ISSはこのあとどのように見えるか、ア～エから選びなさい。
　　ア　真上で静止して見える。　　　　　　　　　　　　イ　星座をつくる星より速く動いて見える。
　　ウ　星座をつくる星と同じ速さで動いて見える。　　　エ　星座をつくる星よりゆっくり動いて見える。

（7）ISSにある日本の宇宙実験室を何というか、ア～オから選びなさい。
　　ア　きぼう　　　イ　ひかり　　　ウ　はやぶさ　　　エ　かぐや　　オ　ハッブル

2　日本の気象衛星「ひまわり」は、常に東経1400　の赤道上空にある。
（1）「ひまわり」が常に東経140°の赤道上空にあるためには、どのように地球を周回すればよいか説明しなさい。

（2）「ひまわり」は小さく、はるか上空を周回するため地上から見ることができないが、仮に夜に日本で「ひまわり」が見えるとしたとき、その見え方として正しいものをア～オから選びなさい。
　　ア　真夜中に東から算り、日の出前に南の空に見える。　　
　　イ　日没後、南の空に見えて、真夜中に西に沈む。
　　ウ　日没から日の出まで南の空から動かず、一晩中見える。　　
　　エ　日没から日の出まで真上から動かず、一晩中見える。
　　オ　日没後に東から昇り、日の出前に西へ沈み、一晩中見える。

（3）次の①～③は「ひまわり」で撮影された雲画像である。あとのア～オから、それぞれの日の天候を説明したものを選びなさい。

ア　梅雨前線が日本の南岸沿いにのび、九州から関東にかけて広い範囲で雨となった。
イ　発達した低気圧が本州の南岸から三陸へ進み、東北地方から北海道にかけて大荒れの天気となった。
ウ　太平洋高気圧に覆われ、全国的に晴れて猛暑となったが、各地で積乱雲が発生した。
エ　大型で非常に強い台風の上陸・通過により、東日本・北日本で激しい降雨となった。
オ　強い冬型の気圧配置となり、発達した筋状の雲が日本海を渡り、日本海側や北日本で雪となった。

【解説と解答】

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（1）地球の半径が6350㎞、高度400㎞ですから、軌道は半径6750㎞で、円周は6750×2×3.14÷28000＝1.51時間ですからおよそ90分です。　
（答え）エ　
（2）地球が西から東に自転するので、軌道は西にずれます。
（答え）キ　
（3）地球は1時間に360÷24＝15°進むので1.5時間であれば22.5°進みますから、22.5°西にずれていきます。
360÷22.5＝16ですから16週すればもとに戻り、ISSは1周に1.5時間かかりますから、16周で24時間。すなわち1日で元に戻ることになります。
（答え）1　22.5　　2 16　　3 1　
（4）地図から見てもわかるかと思いますが、南極大陸上空には行きません。
（答え）オ　
（5）図のグラフから見て、左側に22.5°左にずらして図を描きます。
（答え）下図

（6）星座の動きに比べて速く動いて見えます。星は星が動いているのではなく、地球が動いているので、ISSの速さの方が速いからです。
（答え）イ　
（7）きぼうです。
（答え）ア
2
（1）常に同じ地点にあるためには、地球の自転と同じ向きに24時間で1周すればよいことになります。
（答え）地球の自転と同じ向きに24時間に1回周回する。　
（2）地球と同じ速さですから、同じ場所に動かずに見えることになります。
（答え）ウ　
（3）①は日本列島上空に雲がほとんどんなく、太平洋にも見られないことからウ。②は北西の季節風により発達した筋状の雲が日本海側に見えるのでオ。③は東北地方を中心に雲が多い、東北沖に低気圧がもたらした雲が見えることからイ。
（答え）①　ウ　　②　オ　　③　イ