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~2016년 교육부 이야기/신기한 과학세계

추락하는 것은 날개가 있다?

비회원 2012. 1. 26. 07:00

대기가 없어 기상 현상이 일어나지 않는 달. 만약 인간이 달에 기지를 건설해서 거주하게 되고, 또 만약 달에 기상 현상이 일어난다고 가정하면? 다음의 아찔한 상황을 상상해 볼까요?
 
여기는 달기지. 아침 뉴스 방송이 끝나고 일기 예보가 진행되는군요.
 
“오늘 오전에는 소나기가 내리겠습니다.”
 
 

이 일기 예보를 시청한 여러분이 해야 할 일은 무엇일까요? 생각할 것도 없이 여러분은 외출을 하지 말고, 집에서 안전하게 소나기가 그치기를 기다려야 한답니다. 학교 가지 않고 쉬는 것은 좋지만, 그 이유를 모르겠다구요?
 
만약 달과 같이 공기가 거의 없는 곳에서 빗방울이 떨어진다면 지표면에 도달했을 때 빗방울의 속도는 초속 200~300m 이상이 될 거예요. 소총에서 발사된 총알의 속도가 초속 600~1000m임을 고려할 때 이 소나기를 맞는 사람이 꽤 큰 충격을 받게 될 것이라는 사실은 예상할 수 있겠죠? 망원경으로 달의 모습을 자세히 보았을 때, 왜 그렇게 많은 구멍들이 있는지 이제는 그 이유를 짐작할 수 있을 거예요. 천만다행으로 우리 지구 표면에서의 빗방울의 속도는, 그 크기에 따라 조금씩 차이를 보이기는 하지만 대략 초속 2~20m 정도에 불과해요. 따라서 지구에서는 비를 맞고 걸어 다녀도 우리는 전혀 다칠 염려가 없답니다.
 
지구상에서 낙하하는 물체에는 중력이 작용하기 때문에 떨어지는 물체는 속도가 점차로 증가하게 됩니다. 그러나 공기가 거의 없는 달과는 달리 지구에서는 물체가 떨어지는 방향과 반대편으로 작용하는 공기의 부력과 저항력을 받게 됩니다일반적으로 저항력은 속력이 빠를수록 더 커집니다. 떨어지는 물체가 일정 속도에 도달하면 저항력과 중력의 크기가 같아지게 되고, 그렇게 되면 물체의 속력이 더 이상 증가하지 않고 일정한 속도로 떨어지게 됩니다. 이렇게 떨어지는 물체가 어느 속도에 도달하여 더 이상 속력이 증가하지 않고 일정한 속도로 떨어지게 될 때, 이 속도를 종단속도라고 합니다.
 
만일 인공위성이나 위성 파편이 땅 위로 떨어진다면 어떻게 될까요? 현재 우주에 떠 있는 위성은 모두 6천 개가 넘는데, 그 중 위성으로서의 제 기능을 하는 것은 1086개 정도라고 해요. 나머지 2868개의 위성은 지상으로 추락했다고 합니다. 그렇다면 추락하는 위성은 과연 어떻게 되는 것일까요? 대부분의 위성 파편들은 지구 대기로 진입하면서 그 마찰열에 의해 불에 타 없어집니다. 그러나 열에 강한 일부 파편들은 그대로 지표면에 떨어지게 됩니다. 인명이나 재산 피해를 불러올 수 있는 인공위성이나 위성 파편 추락에 대응할 수 있는 방법은 있는 것인가요?
 
다행히도 최근 잦아지는 위성 파편 추락에 대비해 교과부, 국방부, 천문연, 항우연이 힘을 모아 추락 상황 분석과 대국민 알림서비스 등의 방법을 통해 공동으로 대처해나가고 있다고 합니다. 앞으로는 일기 예보에 이런 내용이 추가될 지도 모르겠습니다.
 
“오늘 낮 2시에 서울지역에 위성 파편이 추락할 예정입니다. 서울 시민들은 30분간 외출을 자제해 주시기 바랍니다.”

/이혜주(서울상봉초등학교 교사)

 
 
 
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