광학 위성과 레이더 위성의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현재 대한민국의 위성 중에서 여러분이 잘 알고 있는 아리랑 1호, 2호, 3호 및 3A는 지금도 지구궤도를 돌고 있습니다. 이 중에서 아리랑위성 2, 3, 3A호는 정해진 궤도를 돌면서 열심히 사진을 찍어 지구로 내려보내고 있습니다. 그런데 이 세 위성의 문제점은 밤에는 영상 촬영이 쉽지 않고 낮 이라고 하더라도 지구에 구름이 있는 경우에는 사진을 찍어도 소용이 없습니다. 구름 사진만 찍는 거죠. 이것이 광학 레이더 입니다. 아리랑위성 5호는 다릅니다. 아리랑위성 5호는 레이더 전파를 지상으로 쏴서 반사된 것을 받아서 영상으로 처리하는 위성으로 SAR(Synthetic Aperture Radar)위성이라고 하는데 굳이 번역하자면 합성개구레이더 위성 또는 영상레이더 위성으로 말할 수 있습니다. 보통 '싸~위성이라고 합 니다. 아리랑위성 5호는 2013년에 8월 발사되어 목표로 했던 임무 기간을 완수하고 나서도 정상적으로 운영되고 있습니다. SAR 위성인 아리랑 5호(왼쪽)와 광학위성인 아리랑 3A호(오른쪽). 3A호는 카메라 렌즈 모양의 원통형 탑재체이나 아리랑 5호는 레이더 전파를 쏘는 길쭉한 직사각형의 SAR sensor가 주 탑재체이다. 일반적으로 레이더란 전파를 송수신하여 표적을 탐지하고 거리를 측정하는 장치를 말합니다. SAR는 이러한 레이더의 한 종류로, 전파를 이용하여 관측 대상의 영상을 획득하는 센서입니다. 도플러 효과를 이용하여 영상을 획득하기 때문에 반드시 움직이는 플랫폼에 탑재되어야 하며, 스스로 전 자파를 송신하고 수신하기 때문에 능동형 센서로 구분됩니다. 당연히 광학센서 (광학카메라)는 가시광선의 반사된 정보만 수집하기 때문에 수동형 센서라고 합니다. 광학센서는 광원이 있어야만 관측이 되고, 가시광선 투과율이 낮기 때문에 기상조건이 안 좋을 경우 관측이 어렵습니다. 이에 반해 SAR는 밤낮 에 관계없이 관측이 가능하며, 전자파의 투과율이 높기 때문에 악천후에도 관측할 수 있습니다. 이러한 이점 때문에 지구관측, 군사정보 획득, 자연 재해 감시와 자원 탐사 등에 주로 활용되고 있습니다.출처 : 한국항공우주연구원 - 밤에도 우리를 지켜보는 위성이 있다?
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중국이 활용하는 정찰풍선은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 정찰풍선은 기존 풍선에 가스를 넣고 그 아래 레이더와 압축기 그래서 태양열 패널이 설치 되어 있습니다. 정찰풍선은 먼저 태양패널로 에너지를 생산하고 그 에너지를 통해서 압축기가 있어서 공기의흐름에 따라 높이를 조절하고 그 조절된 높이에 따른 바람을 이용해서 특정 위치까지이동합니다. 또한, 카메라와 레이더를 통해서 정찰을 하는 것입니다.도움 : 나무위키 - 중국 정찰풍선 사건
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지구의 바다가 소행성으로부터 온 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 차가운 입자들이 모여 형성된 초기의 지구는 전체가 균질한 상태였을 겁니다. 하지만 곧 지구 표면은 외계로부터 떨어지는 소행성, 유성 또는 다른 우주 파편들로 인해 가열되기 시작했죠. 이 열은 중력으로 인한 압축과 방사성 물질의 붕괴로 인한 열과 함께 지구 내부 에 축적되어 지구 내부를 녹이기 시작하였습니다. 중력에 의해 대부분의 철이 내부로 끌려들어가 핵을 생성했죠. 끌려 들어가는 철이 방출하는 막대한 중력에너지는 마찰열의 형태로 방출되어 지구를 더욱 가열시켰습니다. 동시에 실리콘, 마그네슘, 알루미늄, 기타 산화물 등 가벼운 광물들은 지구 표면으로 올라와 지각을 형성하였습니다. 이렇게 무거운 물질은 아래로 가라앉아 핵이 되고, 가벼운 물질들은 위로 떠올라 핵을 형성했는데요. 이 과정 을 '밀도성층' 이라고 합니다. 우리 지구는 밀도성층 과정을 약 1억년 정도 계속 진행하게 됩니다. 이후 역동적인 원시 태양의 복사열로 인해 방출된 가스가 지구 주 위에 모여 대기를 형성하였죠. 뜨거운 수증기는 상승하여 차가운 상부 대기층에 구름으로 응집되었습니다. 이 당시 지구 표면은 아직 물이 존재하기에는 너무 뜨거웠고, 구름 층도 너무 두꺼워 태양 빛이 뚫고 들어오지 못했습니다. 이 때의 지구는 여기저기 폭발한 화 산으로 유독가스가 가득했으며, 외부에서 떨어지는 물질 때문에 불타는 지옥과 같았답니다. 수백만 년 후 상부 구름층이 식으면서 방출되었던 수증기는 물이 되어 떨어졌습니다. 뜨거운 비가 쏟아져 내렸고, 이 비는 다시 증발 되어 구름이 되었습니다. 지구 표면이 점차 식으면서 낮은 곳으로 물이 모여들었고 암석들에서 여러 가지 광물들이 녹아내리기 시작 했습니다. 물의 일부는 계속 증발되었다가 식어서 다시 떨어지기를 반복했죠. 지구상의 해양이 서서히 형성되기 시작한 것입니다! 이 런 큰 비는 약 2,500만 년 정도 계속되었습니다. 그 후 수백만 년 동안 화산 분출로 수증기와 여러 가지 성분의 기체의 방출이 계속되 었고, 바다는 더욱 깊어져 갔습니다. 지금으로부터 약 40억 년 전, 바다는 드디어 우리가 알고 있는 모습으로 자리를 잡게 됩니다. 그리고 오늘까지도 아주 천천히 해양의 형성을 계속되고 있답니다.출처 : 한국해양과학기술원 - 신비로운 바다의 탄생
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조류의 똥이 하얀색인 이유가 있는지요.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적인 포유류의 똥은 갈색인데 새똥은 하얀색이다. 그 이유는 새의 경우 오줌을 배설하는 기관이 없어 오줌에 해당되는 질소계 배설물(요산)도 같이 배설하기 때문이다. 이 미끈하고도 하얀 부분에 요산 성분이 많다.출처 : 나무위키 - 새똥
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인간과 효모 유전자가 비슷하다는게 맞나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 의학 연구자들도 새롭게 발견된 효모의 유전자들에 흥미를 갖는다. 병과 관련해 클로닝(cloning:미수정란의 핵을 체세포의 핵으로 바꿔 놓아 유전적으로 꼭 같은 생물을 얻는 기술 )된 51개의 사람 유전자 중에서 13개가 효모의 유전자들과 유사성을 보이고 12개 정도가 약하지만 연관성을 가진다. 따라서 사람에게 행하지 못하는 실험들을 효모를 대상으로 수행할 수 있는 이점이 생기는 것이다. 예를 들면 효모에서 이 유전자들을 손상시켜서 어떤 현상이 일어나는지 보면 사람에게서 기능이 무엇인지 단서를 찾을 수 있을 것이다.16개의 염색체에 총 6천 개의 유전자가 배열되어 있는 효모는 인간의 질병을 연구하는데 모델로 이용되고 있는 유기체로 인간과 공통된 유전자들을 많이 가지고 있다. 특히 인간의 대사장애, 암, 자가면역질환, 신경질환과 관련된 유전자는 효모의 유전자와 매우 흡사하다.출처 : 경북대학교 - 진핵 생물 유전체 연구의 선구자
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중력렌즈현상이라는 게 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 은하단이나 블랙홀 같은 거대한 물체로부터 오는 중력은 시공간을 휘게 만들고 빛의 경로마저 휘게 만든다. 빛이 휘어져서 관찰자에게 도달하면 원래 광원의 모양은 원호의 모양으로 과장되고 왜곡되게 된다. 빛의 경로는 중력렌즈의 중심에서 가장 많이 휘어지고, 먼 곳에서는 적게 휘어진다. 이는 광학 렌즈와는 반대된다. 그 결과 중력렌즈 효과에서는 초점이 존재하지 않는다. 빛을 내는 광원과, 렌즈 효과를 내는 거대한 천체, 그리고 관찰자가 직선상에 있다고 가정한다면, 광원은 거대한 천체의 주위에 링으로 나타나게 될 것이다. 또한, 직선상에 있지 않고 어긋나 있다면 활처럼 휜 모양을 볼 수 있을 것이다. 일반적으로 중력 렌즈의 질량 분포가 복잡하고, 시공의 왜곡이 구형이 아니기 때문에, 광원은 렌즈 주위에 드문드문 흩뿌려져 있는 원호의 모양을 하게 되며, 관측자는 같은 광원이 중력 렌즈에 의해 왜곡되어 다수의 상으로 나타나는 현상을 관찰하게 된다. 관찰되는 광원의 모양과 수는, 중력 렌즈를 포함하여 관측 선상에 있는 모든 물체에 의한 중력장에 의해 결정된다.출처 : 위키백과 - 중력렌즈
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태양의 극대기와 극소기란 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 태양 극소기(Solar minimum)는 11년간의 태양 주기 중 태양 활동이 가장 적은 기간을 의미한다. 이 기간 동안엔 흑점과 태양 플레어 빈도가 적어지며 심하면 며칠 동안엔 단 한번도 없을 수도 있다. 극소기 시기는 최근 12개월간의 흑점 개수 평균의 추세선을 통해 결정되므로 태양 최소기 날짜는 보통 태양 흑점수가 최저를 찍은 지 6개월이 넘어서야 시작되는 것이 대부분이다. 태양 극대기(Solar maximum, Solar max)는 태양의 11년간의 주기 중 태양 활동이 가장 왕성한 기간을 의미한다. 태양 극대기에는 흑점 수가 많아지고 태양의 복사도량이 0.07% 늘어난다. 태양 극대기 시기에는 태양 극 부분보다 태양 적도 부분이 빠르게 자전하며 자기장 간 간섭으로 자기력선이 가장 왜곡되는 때이다. 태양 주기는 태양의 한 극대기에서 다음 극대기까지 가는 기간을 의미하며 평균 11년으로, 최소 9년-14년으로 주기는 다양하다. 최근 3번의 태양 주기를 보여주는 그래프. 태양 극대기에는 태양 플레어 현상이 강하게 일어나기도 한다. 예를 들어, 1859년 태양대폭풍 시기에는 쿠바와 하와이에서도 극지방에서 볼 수 있는 것과 같은 선명한 오로라를 볼 수 있었다.출처 : 위키백과 - 태양 극대기, 극소기
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문득 궁금해 지는데 콜라로 불을끄는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 불이 일어날때는 온도와 가연물 그리고 산소가 필요합니다. 그런데 콜라를 세게 흔들어서 불에 뿌리면 이산화탄소가 갑자기 병밖으로 뿜어져 나오면서 산소와의 만남을 차단하면서 연소작용을 억제하면서 불을 끄게 되는 것입니다.
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지구의 중심에서 가장 먼곳은?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구 중심에서 가장 먼 곳은 에콰도르의 침보라소산으로 높이는 6720m로 안데스산맥에서조차 가장 높은 산은 아니지만, 지구가 적도 부근이 더 부풀어 있어 침보라소산이 에베레스트 산보다 2150m 더 높다.출처 : 위키백과 - 산
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무지개는 어떤 과학적 원리로 생성되는지요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물방울 입자가 프리즘처럼 작용하여 태양광의 가시광선을 분산하고 굴절시키기 때문에 일어나는 현상이다. 즉, 빛이 파장별로 원래 위치가 아닌 다른 위치로 굴절되면서 파장이 분리되어 안구에 포착되기 때문에 색깔이 분산되어 보이는 것이다. 이 때문에 파장이 길어 굴절률이 낮은 빨간색이 가장 바깥쪽에, 반대로 단파장이라 굴절률이 높은 보라색이 가장 안쪽에 있게 된다.출처 : 나무위키 - 무지개
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