안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 항공기가 번개를 맞으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.항공기가 번개를 맞는 것은 생각보다 흔한 일입니다. 실제로 항공기는 1년에 평균적으로 한 번 이상 번개를 맞는 것으로 추정됩니다. 대부분의 경우 승객이나 조종사는 전혀 인지하지 못하거나 약간의 흔들림만 느낄 뿐입니다. 그렇다면 항공기가 번개를 맞으면 어떻게 되는 것일까요?번개가 직접 기체에 부딪히면 외부 표면에 작은 구멍이나 흠집이 생길 수 있습니다. 대부분의 경우 이러한 손상은 매우 미미하며 항공기의 안전에 큰 영향을 미치지 않습니다.번개가 강력한 전류를 유발하여 항공기의 전기 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다. 대부분의 항공기는 번개로부터 전기 시스템을 보호하기 위한 장치를 갖추고 있습니다.번개로 인해 무선 장비에 간섭이 발생하여 통신 문제가 발생할 수 있습니다. 대부분의 경우 이러한 문제는 잠시뿐이며 조종사는 다른 통신 방법을 사용하여 지상과 연락할 수 있습니다.번개가 항공기에 직접 부딪히는 경우 승객이나 조종사가 감전될 위험은 매우 낮습니다. 항공기의 금속 외피는 패러데이 새장 효과를 일으켜 내부를 보호하기 때문입니다.항공기의 안전 장치항공기 날개 끝에는 정전기 방출기라고불리는 피뢰침이 설치되어 있습니다. 이는 번개가 치는 경우 전류를 기체 외부로 흘려보내어 내부 시스템을 보호하는 역할을 합니다.항공기에는 기체 표면에 쌓인 정전기를 방출하는 장치가 설치되어 있습니다. 이는 번개가 치는 것을 예방하는 효과를 갖습니다.항공기의 전기 시스템에는 서지 보호 장치가 설치되어 있습니다. 이는 번개로 인한 강력한 전류로부터 시스템을 보호하는 역할을 합니다.번개로 인해 항공기가 추락하는 사고는 매우 드뭅니다. 과거에는 번개로 인한 사고가 발생했던 적이 있지만 최근에는 항공기 기술 발전과 안전 장치 개선으로 인해 사고 발생률이 크게 감소했습니다.조종사는 항상 번개 위험을 인지하고 있으며 번개 구름을 피해 비행하도록 노력합니다. 불가피하게 번개 구름을 통과해야 하는 경우 조종사는 항공기의 안전을 위해 여러 가지 대응 조치를 취합니다.조종사는 기상 레이더를 사용하여 번개 구름을 감지하고 최대한 회피하여 비행합니다.번개는 일반적으로 낮은 고도에서 발생하기 때문에 조종사는 고도를 높여 번개 위험을 줄일 수 있습니다.조종사는 항공기 속도를 변경하여 번개가 치는 확률을 낮출 수 있습니다.만약 번개로 인해 항공기에 심각한 문제가 발생하면 조종사는 가까운 공항에 비상 착륙을 할 수 있습니다.항공기가 번개를 맞는 것은 드문 일이지만 안전 장치와 조종사의 대응 덕분에 대부분의 경우 안전하게 착륙할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 영화를 보면 비행기가 버드스트라이크됭 전복
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.영화에서 비행기가 버드스트라이크를 당하면 추락하는 장면을 종종 볼 수 있습니다. 현실에서 버드스트라이크가 항상 추락으로 이어지는 것은 아닙니다.새가 엔진에 빨려들어 엔진이 손상될 경우 추력 손실, 엔진 화재 등 심각한 문제로 이어질 수 있습니다.새가 조종 시스템에 부딪히면 조종 불능으로 이어질 수 있습니다.새가 기체에 충돌하면 기체가 손상되어 비행 성능 저하 또는 구조적 문제 발생 가능성이 있습니다.대부분의 여객기는 2개 이상의 엔진을 가지고 있어서 한 엔진이 손상되어도 다른 엔진으로 비행을 유지할 수 있습니다.비행기에는 엔진 손상 시 비상 착륙을 위한 다양한 안전 장치와 절차가 마련되어 있습니다.조종사는 버드스트라이크 상황에서도 훈련과 경험을 바탕으로 안전하게 착륙할 수 있도록 교육받습니다.공항 주변에 새들이 모이지 않도록 환경 관리를 철저히 합니다.새 무리를 감지하는 레이더 시스템을 사용하여 조종사에게 사전에 알림을 제공합니다.새 충돌에 대한 엔진의 내구성을 강화하는 설계 개선 노력이 지속되고 있습니다.영화 속 장면과 달리 현실에서 버드스트라이크가 항상 추락으로 이어지는 것은 아닙니다. 안전을 위해 항상 예방 노력이 필요하며, 조종사의 숙련된 기술 또한 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 극성 분자와 무극성 분자 액체를 용기에 함께 넣었을 때 중간에 섞이는 부분이 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.극성 분자와 무극성 분자 액체를 용기에 함께 넣으면 서로 섞이지 않고 층으로 나뉘어 분리됩니다. 이는 두 액체의 분자 간 인력 차이 때문입니다.극성 분자는 분자 내에 전하 분포가 불균형하여 양극과음극을 갖는 분자입니다. 무극성 분자는 분자 내에 전하 분포가 균형하여 양극과 음극을 갖지 않는 분자입니다.극성 분자는 극성 분자끼리 무극성 분자는 무극성 분자끼리 강한 인력(분자 간 인력)을 가지고 있습니다. 극성 분자와 무극성 분자는 서로 약한 인력만 가지고 있습니다.극성 분자와 무극성 분자 액체를 혼합하면 두 액체의분자는 서로 섞이지 않고 각자의 종류끼리 뭉쳐 층으로 분리됩니다.두 액체의 경계 근처에는 두 액체가 섞인 부분이 조금 존재합니다. 이는 두 액체의 분자 사이에 약한 인력이 존재하기 때문입니다. 이 섞인 부분은 매우 얇고 두 액체의 대부분은 서로 분리된 상태입니다.두 액체가 완전히 분리되지 않는 이유는 다음과 같습니다열 운동 액체 분자는 열 운동으로 인해 끊임없이 움직입니다이 열 운동은 두 액체의 분자들이 서로 섞이는 것을 어느 정도 방해완전히 막지는 못합니다.확산 분자는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 확산이라는 현상에 의해 서로 섞이려고 합니다. 극성 분자와 무극성 분자의 분자 간 인력 차이가 크기 때문에 확산 속도가 매우 느리고 완전히 섞이기 전에 두 액체가 다시 분리될 수 있습니다.극성 분자와 무극성 분자 액체는 서로 섞이지않고 층으로 분리됩니다. 두 액체의 경계 근처에는 두 액체가 섞인 부분이 조금 존재하며 이는 열 운동과 확산 때문입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 식물이 당을 단백질로 저장할 수 있나요? 어떻게 그렇죠?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.중학교 과학 문제집에서 식물이 당을 단백질로 변형 저장한다는 내용을 보셨고 이것이 궁금하셨군요. 소와 같은 초식 동물들이 식물의 미미한 단백질 섭취만으로 성장하는 것도 의문이셨죠.식물은 광합성을 통해 포도당과 같은 당을 생산합니다. 이 과정에서 일부 당은 에너지원으로 사용되고 나머지는 숙성 과정을 거쳐 다양한 화합물로 변형됩니다. 숙성 과정 중 일부 당은 아미노산으로 전환되어 단백질을 만드는 데 사용됩니다.식물은 뿌리를 통해 암모니아를 흡수합니다.암모니아는 효소의 작용에 의해 아미노산으로 변환됩니다.아미노산은 리보솜에 의해 단백질로 합성됩니다.식물은 모든 아미노산을 스스로 합성할 수 있지만 인간은 일부 아미노산을 직접 합성하지 못하고 음식을 통해 섭취해야 합니다.식물은 종자나 잎 등에 단백질을 저장인간은 근육이나간 등에 단백질을 저장합니다.소는 식물을 먹으면서 식물이 저장한 단백질을 섭취합니다. 소의 소화관에는 미생물이 있어 식물의 섬유질을 분해하여 아미노산을 생산합니다. 이렇게 섭취한 아미노산을 이용하여 소는 자신의 단백질을 합성하고 성장합니다.식물이 단백질을 저장하는 이유는 다음과 같습니다성장과 발달에 필요한 에너지를 제공하기 위해씨앗을 만들기 위해 환경 스트레스에 대한 저항력을 높이기 위해식물이 저장하는 단백질의 종류는 식물의 종류에 따라 다릅니다.식물은 광합성을 통해 얻은 당을 일부 아미노산으로 변환하여 단백질을 합성합니다. 소는 식물을 먹으면서 식물이 저장한 단백질과 미생물이 분해한 아미노산을 섭취하여 성장합니다. 인간은 일부 아미노산을 직접 합성하지 못하기 때문에 다양한 단백질을 함유한 음식을 섭취해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 생명학에서 도마뱀 유전자를활용한연구가있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.영화에서 흔히 볼 수 있는 도마뱀 꼬리 재생 장면은 SF 소재가 아닌 실제 생명공학 연구의 영감이기도 합니다. 도마뱀 꼬리 재생 능력의 핵심은 재생분자입니다.재생분자는 조직 손상 후 재생 과정을 조절하는 단백질 성장 인자 세포 신호 전달 물질 등을 포함하는 총칭입니다. 도마뱀 꼬리 재생 과정에서 중요한 역할을 하는 대표적인 재생분자는 다음과 같습니다.BMP(Bone Morphogenetic Protein) 뼈와 연골 형성을 촉진하는 단백질FGF(Fibroblast Growth Factor) 섬유아세포 성장 및 분화를 촉진하는 단백질Wnt 신호 전달 경로 세포 이동 증식 분화를 조절하는 신호 전달 경로현재 과학자들은 다양한 동물 모델을 사용하여 재생분자의 역할과 작용 메커니즘을 연구하고 있습니다. 특히 도마뱀 꼬리 재생 과정에 관여하는 재생분자를 규명하고 인간 조직 재생에 응용하려는 노력이 활발히 이루어지고 있습니다.미국 하버드대 연구팀 도마뱀 꼬리 재생 과정에서 중요한역할을 하는 GDF11 단백질을 밝혀냈습니다. GDF11 단백질은 척추동물에서 꼬리 재생뿐만 아니라 척추 재생에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.영국 런던대 연구팀 인간 피부 세포에 도마뱀 꼬리 재생 과정에 관여하는 특정 유전자를 도입하여 손상된 피부 조직 재생을 성공적으로 유도했습니다.현재까지의 연구 결과는 인간 조직 재생에 대한 가능성을 보여주지만 실제 임상 적용까지는 많은 과제가 남아 있습니다. 인간의 복잡한 생체 구조와 윤리적 문제는 해결해야 할 중요한 난관입니다.재생분자 연구는 인간 조직 재생 분야의 발전에 중요한역할을 할 것으로 기대됩니다. 영화 속처럼 인간 사지 재생이 가능해지기까지는 아직 먼 길이 남아 있습니다. 과학자들의 지속적인 연구 노력과 사회적 합의를 통해 미래에는 인간 조직 재생 기술이 크게 발전할 수 있을 것입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.