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학습자료/과학

우주 탐사의 과정과 탐사선

대한민국 교육부 2015. 11. 3. 13:34

우주 탐사의

과정과 탐사선



■ 우주 탐사 방법

우주란 모든 물질과 에너지를 포함하는 시공간의 전체입니다. 흔히 우주라고 하면 지구 밖 세상을 말하지요. 우주 탐사는 우주를 탐사하며 우주에 대한 정보를 얻기 위해서 여러 가지 방법으로 관측, 조사하는 것을 뜻합니다.


인류의 우주에 대한 호기심과 열망은 옛날부터 이어져 왔습니다. 처음에는 맨눈으로 우주를 관찰하였고 그 뒤로 망원경이 발명되어 좀 더 정밀한 관찰이 가능해졌습니다. 오늘날에는 우주 탐사선이나 인공위성, 로봇 등을 이용해 우주를 탐사하고 있습니다. 각각에 대해 간단히 알아볼까요?


▲ 우주 탐사의 여러가지 방법(출처: 에듀넷)


인공위성

인공위성은 로켓을 이용해 쏘아 올려진 인공의 물체로 천체 주위를 돌도록 만들어졌습니다. 목적에 따라서 여러 가지 위성으로 구분이 되는데, 주로 우주 공간의 관측이나 천체 관측에 사용됩니다.


우주 정거장

우주 정거장은 우주에서 사람이 장기간 체류할 수 있게 만들어진 공간입니다. 우주 공간으로 진출할 수 있는 기지로 다양한 우주 실험과 연구가 가능하고 지구를 비롯한 여러 행성과 소행성 등의 관측도 가능합니다. 우주 탐사선의 임시 정거장으로도 사용될 수 있고 우주 개발과 차세대 우주 여행에 도움을 줄 수 있습니다.


우주 로봇

우주 로봇은 인류가 갈 수 없는 우주 공간에서 여러 가지 실험과 관찰을 대신 수행하는 로봇입니다. 우주선이나 위성의 고장난 부분을 수리하거나 연료를 공급하는 것부터 시작해서, 우주 탐사 과정 동안 수집한 자료를 지구로 전송하는 역할도 합니다.


우주 탐사선

우주 탐사선은 지구에서 관측하기 어려운 지구 밖의 행성이나 천체들을 조사하기 위한 비행선입니다. 인류가 직접 탑승해서 탐사하는 유인 우주 비행선과 무인 우주선이 있습니다. 우주 탐사선으로 태양계의 행성을 비롯해 달, 혜성, 소행성 들을 탐사할 수 있습니다.


▲ 마스 르네상스 오비터: 2005년에 발사된 미국 탐사선

행성의 표면과 대기, 날씨 연구에 대한 탐사 임무를 띠고 화성 주위의 궤도에 배치되었다.(출처: 에듀넷)


▲ 스타더스트: 스타더스트의 임무는 성간 먼지의 파편을 수집하는 것이었다.

그래서 이러한 이름이 붙여졌다. 2006년에 지구로 돌아왔다.(출처: 에듀넷)


▲ 매리너: 매리너 10호는 1970년대 중반에 수성 표면의 사진을 세 차례 찍어,

우리 달의 그것과 매우 유사한 세계임을 밝혔다.(출처: 에듀넷)


▲ 피닉스: 2007년 8월에 발사된 미국 탐사선.

2008년 5월에 화성에 착륙했다. 행성의 북극 지역 내 토양을 연구하고 있다.(출처: 에듀넷)


▲ 베네라: 1975년, 베네라 9호는 행성의 대기 압력에 의해 부서지기 전에

금성 토양의 첫 사진을 전송했다.(출처: 에듀넷)



■ 미국과 소련의 우주 탐사 경쟁

우주 탐사는 소련과 미국의 경쟁으로부터 본격화되었다고 봐도 무방합니다. 소련은 1957년 인류 최초의 인공위성인 스푸트니크의 발사에 성공했습니다. 그리고 같은 해 11월 스푸트니크 2호에 최초로 개 ‘라이카’를 탑승시켜 생명체의 우주 비행에도 성공했습니다. 마침내 1958년 보스토크 1호에 최초의 우주인인 유리 가가린이 탑승해서 우주를 비행하게 되었고 우주 탐사의 서막이 열렸습니다.


▲ 소련의 인공위성 스푸트니크 1호, 우주인 버츠 올드린(출처: 에듀넷)


소련의 우주 연구에 자극을 받은 미국은 NASA를 설립하고 여러 가지 우주 관련 연구를 진행하기 시작했습니다. 그리고 1969년 닐 암스트롱을 포함한 세 명의 우주인을 태운 아폴로 11호가 달에 착륙했습니다. 인간이 최초로 우주에 직접 발을 내딛은 순간이었죠. 이후로 소련, 미국을 포함한 전 세계에서 우주 탐사 진행에 박차를 가하기 시작했습니다.


▲ 미국의 아폴로 11호, 우주인 암스트롱, 콜린스, 올드린(출처: 에듀넷)



■ 행정 탐사

우주 탐사 중에서도 활발하게 진행되고 있는 분야는 행성 탐사입니다. 금성을 탐사했던 매리너 1호를 시작으로 화성의 온도, 대기, 토양 등 많은 자료를 지구로 전송하면서 화성 탐사에 성과를 더해 준 바이킹 호와 이후 화성 정보 수집을 위해 발사되었던 패스파인더 호, 그리고 목성, 토성, 천왕성을 탐사했던 보이저 호를 비롯해 많은 행성 탐사선이 우주 연구에 도움을 주고 있습니다. 특히, 보이저 2호에는 지구 밖의 우주인에게 전달해 주고 싶은 메시지를 함께 실어 발사했는데, 지구의 각종 소리와 인간의 목소리를 녹음한 장치를 실었습니다. 그 밖에 많은 탐사선들이 소행성과 혜성들을 탐사했습니다. 태양계를 벗어나서 머나먼 우주 공간을 비행하고 있는 탐사선들도 있지요. 최근에는 최초로 혜성 착륙에 성공한 우주 탐사선 로제타에 대한 기대가 큽니다. 로제타는 혜성의 핵을 중심으로 궤도를 따라 운동하는 혜성 탐사선입니다. 2014년 11월 혜성의 핵에 탐사선 필레를 내려놓는 데 성공한 로제타는 혜성의 궤도를 비행하며 각종 데이터를 전송해 주고 있습니다.


▲ 로제타 탐사선(출처: 에듀넷)


▲ 로제타 탐사선 뒤에 정착되어 있는 필레 탐사 로봇(출처: 에듀넷)


▲ 로제타의 카메라 포착된 혜성의 불규칙한 모양(출처: 에듀넷)


▲ 혜성에 착륙하는 필레의 모습(출처: 에듀넷)


▲ 혜성의 표면을 클로즈업한 모습(출처: 에듀넷)



■ 핵에너지 동력으로 사용하는 화성 탐사 로봇, 큐리오시티(Curiosity)

큐리오시티는 NASA의 화성 과학 실험실 임무의 일환으로, 화성의 게일 분화구를 탐험하는 자동차 크기의 탐사 로봇입니다.


▲ 큐리오시티의 모습과 구조(출처: 에듀넷)


큐리오시티는 화성의 기후와 지질 조사를 포함하여 물의 역할에 대한 조사와, 미래의 인간의 탐험에 대비한 행성의 생명체 연구를 위해 2012년 8월 6일에 착륙하여 화성을 탐사하고 있습니다. 화성에 착륙한 탐사 로봇이 큐리오시티가 처음은 아닌데, 큐리오시티가 기존 화성 탐사 로봇과의 가장 큰 차이점은 동력원으로, 태양 전지판이 아닌 핵에너지를 동력으로 사용하는 것입니다. 무게 900kg에 길이는 약 3m, 높이 2.1m 폭 2.7m, 이동 속도는 약 초속 4cm입니다. 17개의 카메라가 달려 있으며 2.1m 크기의 로봇팔을 보유했고, 57kg에 이르는 첨단 과학 센서 및 실험 장비도 10종류나 탑재되어 있습니다. 로봇팔에 달린 드릴을 이용해 암석을 약 5cm 뚫어 성분을 분석할 수 있고, 레이저·망원경·카메라·분광사진기로 구성된 켐캠은 암석에 100만W의 적외선 레이저를 발사해 최대 7m 밖의 암석 성분을 파악하고 암석에 피어오른 불꽃을 촬영한 뒤 빛의 파장을 분석할 수 있습니다. 그리고 운용 기간 687일 이상으로, 총 이동 가능 거리 최대 20km로 예측됩니다. 2014년 6월 24일에 큐리오시티는 화성은 미생물이 살기에 유리한 조건을 가지고 있다는 것을 발견했습니다.



[자료출처: 에듀넷]




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