목록~2016년 교육부 이야기/신기한 과학세계 (417)
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모든 위성은 자신만의 길(위성의 궤도)이 있습니다. 위성의 임무에 따라 길의 형태가 다르며, 일반적으로 고도에 따라 저궤도, 중간궤도, 지구정지궤도로 나누어집니다. 또한, 특정 목적을 위해 크기나 모양이 특이한 극궤도, 타원궤도도 이용합니다. 저궤도(Low Earth Orbit) 위성은 대기 밀도가 거의 0에 가까운, 지구 대기의 최 상층부를 도는 위성입니다. 이러한 저궤도 위성은 지구와 가까이 돌고 있어 지구의 아름다운 광경들을 볼 수 있는데, 우주에서 찍어오는 아름다운 사진들이 거의 저궤도에서 찍어오는 사진들입니다. 또 대기 밀도가 거의 0에 가깝기 때문에 천문 관측 시에 대기에 의한 영향을 받지 않습니다. 따라서 허블 우주망원경 같은 관측 장비를 궤도 상에 올려서 먼 우주를 촬영하는 데 사용합니다...
인공위성은 지구 주위를 돌 때 어떻게 돌고 있을까요? 인공위성이 둥둥 떠서 조용히 지구 주위를 돌고 있는 것으로 알고 있습니다. 그러나 그렇게 편안하게 안심하고 돌 수 있는 것이 아니랍니다. 우주 공간은 그렇게 평온하고 조용한 곳이 아니기 때문입니다. 가장 위험스러운 것 중 하나가 태양에서 불어나오는 태양풍입니다. 이 태양풍은 지구 위에서 부는 바람과는 전혀 다릅니다. 지상에서 부는 바람은 기체로 된 공기가 압력이 서로 달라 기압이 높은 곳의 공기가 낮은 곳으로 이동하는 것입니다. 그러나 태양풍은 태양 표면에서 나오는 높은 에너지를 가진 작은 알갱이들인 전자, 양성자, 중이온 등이 뒤섞여 바람 불듯이 온 우주로 날아가고 있는 것입니다. 너무도 높은 에너지를 가진 알갱이들의 집합체를 플라즈마라고 합니다. ..
이번 나로호 3차 발사 과정에서 있었던 발사 연기와 중단 사례는 우주발사체 사업에서 아주 흔히 발생하는 일입니다. 지난 2009년에 있었던 나로호의 1차 발사 시도에서도 3차례에 걸쳐 발사가 연기됐었고, 2차 발사 때도 한차례 연기된 바 있습니다. 나로호의 성공적인 발사를 기대하고 있던 국민에게 실망과 답답함을 안겨주기도 했던 발사연기 또는 중지, 과연 우리나라의 우주발사 경험이 부족해서 일어난 일이었을까요? 우주선진국인 미국의 우주왕복선이나 유럽, 일본 등의 사례를 보면 꼭 그렇지 않아 보입니다. 기술 수준이나 경험과는 무관하게 발사 연기나 중지는 실제로 빈번히 발생하며 특히, 기상조건의 악화에 따른 발사 연기는 상당히 자주 발생합니다. 악조건하에서 무리하게 발사를 강행했다가 참사를 부른 예도 있습니다..
지난 11일에 막을 내린 '부활 더 골든 데이지 공연'은 한국의 파브르 위대한 과학자 석주명을 일대기를 모티브로 한 뮤지컬이었습니다. 일본강점기부터 한국전쟁까지 비극적 상황 속에서도 나비 연구를 게을리하지 않은 석주명 박사의 삶에 ‘지하도시’라는 초현실적인 판타지 효소를 가미하여 한국형 창작뮤지컬의 장점을 살려내었다는 기사 평을 보았습니다. 뮤지컬을 못 본 아쉬움 속에서 나비 박사 석주명에 관한 관심이 생겼습니다. 나비 박사 석주명은 생전에 “우리 대한민국이 발전하려면 어린 새싹들에 과학정신을 심어주고 자연과학에 대한 흥미를 갖도록 이끌어 주면서 탐구정신을 북돋아 주어야 한다.”라고 강조하였습니다. 우리나라의 밝은 미래를 위한 자연과학의 중요성과 함께 과학 꿈나무들이 많아지기를 바라는 석주명 선생님의 뜻..
자동차는 휘발유와 디젤, 그리고 LPG 최근에는 전기식 하이브리드까지 다양한 엔진에 맞추어 각기 다른 연료를 사용하는데요~ 그렇다면 하늘을 날아올라 우주로 안착하는 로켓은 연료로 무엇을 사용할까요? 세계의 주요 로켓에는 다양한 특징의 연료가 쓰이지만, 우리나라 첫 우주발사체 나로호는 등유의 일종인 ‘케로신’을 사용하는데요. 오늘은 세계 주요로켓 연료의 특징을 알아보도록 하겠습니다. 우선, 로켓의 액체연료는 크게 산화제와 연료로 구성되는데, 국가별 개발로켓에 따라 사용하는 연료성분이 다릅니다. 2차대전 중 독일이 개발했던 V2 로켓은 물이 섞인 알코올을 연료로 사용하고 액체산소를 산화제로 사용했습니다. 세계 최초 위성 발사체인 구소련의 R-7 로켓은 액체산소와 케로신을 주추진제로 사용하고 과산화수소를 터빈..
우리가 무심코 들이쉬고 내쉬는 공기 중의 산소 농도는 얼마 될까요? 약 21%입니다. 이 지구 상의 공기는 놀랍게도 이 산소농도를 잘 유지하고 있습니다. 이처럼 산소 농도는 눈에 보이지도 냄새도 나지 않기 때문에 우리는 잘 느끼지 못하고 있지만, 불을 붙이는 데에도 산소 농도는 없어서는 안 되는 중요한 요소입니다. 산소를 최초로 발견한 사람은 1772년 스웨덴의 Scheele라는 사람으로 산소가 불붙게 하는 공기라 하여 "Fire air"라고 칭했습니다. 산소의 농도가 너무 높아지면 불이 지나치게 잘 발생하게 되어 위험하고, 반대로 산소의 농도가 너무 낮아지면 사람이 질식할 수도 있는 위험이 있습니다. 그러나 다행히도 일반적으로 우리가 활동하는 공간에서는 이 농도가 자연적인 공기 순환으로 잘 유지되고 있..
많은 사람들이 발사체 ‘나로호’에 많은 관심을 갖고 있지만 ‘나로호’ 발사를 위해서는 발사체뿐 아니라 발사장도 중요합니다. 우리나라 나로우주센터 발사장 지하에는 많은 시설이 있습니다. 흔히 지상에 보이는 겉모습만 보면 ‘나로호’의 발사대는 단순히 발사체를 세우고 지지하는 역할을 하는 것으로 생각하기 쉽지만, 사실 이는 발사대의 많고 복잡한 기능 중 일부분에 불과합니다. 성공적인 로켓 발사를 위한 ‘발사대시스템’은 크게 세 가지로 나뉩니다. 첫째, 발사체 종합조립동에서 발사대까지 발사체의 수송 및 발사패드 위로 직립, 그리고 발사 직전까지 발사체를 세운 상태로 안전하게 지지하는 등 발사체를 기계적으로 운용하는 ‘지상기계설비’가 있습니다. 둘째, 연료, 산화제 및 압축가스를 발사체에서 요구하는 적절한 조건에..
‘나로호 3차 발사’가 곧 다시 진행될 예정입니다. 보다 철저한 준비를 통해 이번에는 성공적으로 발사되길 희망하며 나로호에 대해 조금 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 나로호는 1단과 2단으로 나뉘어지는데 2단 고체 킥모터는 나로과학위성을 위성 궤도에 투입하는 역할을 맡고 있습니다. 이러한 임무를 완수할 수 있도록 나로호에 사용되는 고체 킥모터는 여러 가지 조건을 따라야 합니다. 가벼우면서도 추진기관 성능이 높아야 하고, 최대 추력이 너무 세지 않아야하며 연소기간은 길어야 하고, 추력방향도 조종할 수 있어야 합니다. 고체모터의 특성상 추력을 높이는 것은 비교적 쉽다고 볼 수 있지만, 연소시간을 길게 하는 것은 쉬운 문제가 아닙니다. 나로호의 고체모터는 기존 기술로 제작 가능한 고체모터에 비해 2배 정도 ..