안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 달 탐사선이 달에 착륙하기까지 어떻게 비행하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사선이 지구에서 발사되어 달에 착륙할 때까지 이동하는궤도는 일반적인 포물선이 아닙니다.우주에는 중력이 존재지구와 달의 중력만을고려하면 2체 문제로 근사할 수 있으며 이때 탐사선의 궤도는 다음과 같은 형태를 띱니다.탐사선은 지구와 달의 중력에 의해 타원형 궤도를 따라 이동합니다.탐사선은 지구 근처의 원궤도에서 달 근처의 원궤도로 이동하기 위해 호만 전이 궤도를 사용합니다. 이 궤도는 두 개의 접선과하나의 타원형 궤도로 구성됩니다.탐사선은 달 근처의 원궤도에서 달 표면에 착륙하기 위해 착륙 궤도를 사용합니다. 이 궤도는 타원형 또는 나선형 형태를 띱니다.발사 속도가 높을수록 탐사선은 더 높은 에너지를 가지고 더 먼 거리까지이동할 수 있습니다.지구와 달의 중력은 탐사선의 궤도를 끌어당겨 타원형 형태로 만듭니다.태양 행성 그리고 다른 위성들의 중력도 탐사선의 궤도에 미세한 영향을 미칠 수 있습니다.사선의 궤도는 다음과 같은 목표를 달성하도록 설계됩니다탐사선은 최소한의 연료를사용하여 달에 도착해야 합니다.탐사선은 최대한 빠르게 달에 도착해야 합니다.탐사선은 안전하게 달 표면에 착륙해야 합니다.우주선은 지구 근처의 원궤도에서 달 근처의 원궤도로이동하는 호만 전이 궤도를 사용했습니다.한국의 달 탐사선 다누리는 탄도형 달 전이 방식을 사용하여 달 궤도에 진입할 예정입니다. 이 방식은 먼저 태양과 지구 중력이 평형을 이루는 심우주 영역까지 날아간 후 다시 지구와 달 쪽으로 방향을돌려 달 근처에 접근하는 방식입니다.달 탐사선의 궤도는 지구와 달의 중력 발사 속도 그리고 기타 천체의 중력에 의해 결정됩니다. 탐사선의 궤도는 최소한의 연료 소비 최소한의 시간 소요 그리고 안전한 착륙을 목표로 설계됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 팽창과 관련된 정상 우주론이라는 것은 어떤 내용의 과학법칙인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.정상 우주론은 과거에 제시되었던 우주 팽창 이론입니다이 이론은 우주가 시작도 끝도 없이 영원히 존재하며 팽창하면서 새로운 물질이 끊임없이 생성된다고 주장했습니다.끝도 없이 영원히 존재한다고 주장합니다. 과거에는 무한한 시간 동안 존재했고 미래에도 무한한 시간 동안 존재할 것입니다.정상 우주론은 우주가 공간적으로도 무한하다고 주장합니다. 즉 우주의 끝은 없으며 어느 방향으로든 무한히 펼쳐져 있다는 것입니다.정상 우주론은 우주가 팽창하면서 새로운 물질이 끊임없이 생성된다고 주장합니다. 우주의 밀도는 시간이 지남에 따라변하지 않고 일정하게 유지됩니다.정상 우주론은 현재 널리 받아들여지고 있는 빅뱅 우주론과 대비되는 이론입니다. 빅뱅 우주론은 우주가 138억 년 전에 빅뱅이라는엄청난 폭발로 시작하여 팽창하고 있다고 주장합니다.망원경 등을 통한 관측 결과는우주의 밀도가 시간이 지남에 따라 감소하고 있다는 것을 보여줍니다. 이는 정상 우주론의 주장과 모순됩니다.정상 우주론은 새로운 물질이 어떻게 생성되는지에 대한명확한 메커니즘을 제시하지 못했습니다.정상 우주론은 과거에는 우주 팽창에 대한 유력한 설명이었지만 현재는 관측 결과와 빅뱅 우주론에 의해 그 타당성을 잃었습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양풍은 무엇인지 궁금합니다!!
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.태양풍은 태양에서 끊임없이 뿜어져 나오는 전하 입자 즉 플라스마의 흐름입니다. 태양 코로나에서 뜨거워진 플라스마가 태양 중력을극복하고 태양계 공간으로 흘러나와 태양풍을 형성합니다.코로나의 크기는 100~800km이지만 태양 활동이 활발할 때는 초당 1200km 이상까지증가할 수 있습니다.태양풍의 밀도는 태양과의 거리에 따라 달라지며 지구 근처에서는 1cm3당 약 5~10개의 입자를 가지고 있습니다.태양풍의 온도는 약 100만~200만 K이며 이는 태양 표면 온도(약 6000K)보다 훨씬 높습니다.태양풍은 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 미량의 다른원소들도 포함하고 있습니다.태양풍의 정확한 발생 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만 다음과 같은 두 가지 메커니즘이 주요 원인으로 여겨지고 있습니다.태양 코로나에서 자기장선이 끊어지고 다시 연결되는 과정에서 발생하는 에너지가 플라스마를 가속하여 태양풍을 형성합니다.태양 코로나에서 발생하는 열파동이 플라스마를 가속하여태양풍을 형성합니다.태양풍은 지구 자기장에 영향을 미치고 자기 폭풍을 발생시킬 수있습니다.태양풍은 위성 통신에 영향을 미치고 통신 장애를 일으킬 수 있습니다.태양풍은 우주선에 영향을 미치고 우주선 탑승자를 방사선으로부터 보호해야 합니다.태양풍 연구는 태양 활동을 이해하고 우주 환경 변화를 예측하는 데 중요한 역할을 합니다.태양풍의 영향으로부터 지구와 우주선을 보호하는 방법을 개발하는 데에도 중요합니다.태양풍은 태양에서 뿜어져 나오는 플라스마의 흐름이며 태양계 공간에 중요한 영향을 미칩니다. 태양풍 연구는 태양 활동과 우주 환경을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 왜 버섯이 독버섯으로 진화 할 수 있었던 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.버섯은 약 6억 년 전에 지구상에 처음 등장했습니다.초기 버섯은 다른 식물과 마찬가지로 광합성을 통해 영양분을 얻었습니다.시간이 지남에 따라 환경 변화와 경쟁 심화로인해 생존이 어려워졌습니다.일부 버섯은 생존을 위해 독성 화합물을 생산하는 능력을진화시켰습니다.이 독은 동물들에게 해로운 영향을 미쳐 버섯을 먹지 못하게막았습니다.이는 다른 동물들과의 경쟁을 줄이고 먹히는 위험을 감소시키는 효과를 가져왔습니다.버섯은 다양한 종류의 독성 화합물을 생산합니다.대표적인 독성 화합물로는 아마톡신 시클로펩타이드안토무스카린 등이 있습니다.이러한 독성 화합물은 섭취 시 위장 장애 신경계 손상 심지어 사망에 이를 수 있습니다.수행합니다.동물들이 버섯을 먹지 못하게 하여 생존 가능성을 높입니다.병원체의 침입을 막고 건강을 유지하는 데 도움이 됩니다.곤충 등 특정 동물만을 유인하여 포자를 퍼뜨리는 데 활용됩니다.독버섯은 전 세계적으로 다양한 환경에서 발견됩니다.특히 습한 숲이나 초원에서 흔하게 분포합니다.한국에서도 다양한 종류의 독버섯이존재하며 주의가 필요합니다.버섯 채취 및 섭취 시에는 반드시 전문가의 도움을 받아야 합니다.독버섯 섭취 시에는 즉시 병원으로 가서 치료를 받아야 합니다.버섯의 독 진화는 생존과 번식을 위한 전략으로 볼 수 있습니다.독성은 동물들과의 경쟁을 줄이고 병원체로부터 보호하며 포자를 퍼뜨리는 데 도움을 줍니다.독버섯 섭취는 인간에게 매우 위험할 수 있으므로 주의해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 턱끈펭귄은 잠을 4초만 잘 수 있다는 게 사실인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.턱끈펭귄은 번식기에 하루에 4초씩 1만 번 이상 잠을자는 것으로 알려져 있습니다.짧은 수면 시간에도 불구하고 턱끈펭귄은 충분한 에너지를 회복하고 뇌 기능을 유지할 수 있습니다.이는 일반적인 동물의 수면 패턴과는 크게 다르며 과학적으로 흥미로운 주제입니다.턱끈펭귄은 미세수면이라는 독특한 수면 방식을 사용합니다.미세수면은 짧고 얕은 수면이며 뇌의 일부 영역만잠들고 다른 영역은 깨어있는 상태입니다.턱끈펭귄은 미세수면을 통해 에너지를 절약하면서 포식자를 경계하고 새끼를 보호할 수 있습니다.턱끈펭귄은 수면 중에도 뇌의 일부 영역을 활성화하여 외부 환경을 인지하고 반응할 수 있습니다.짧은 수면 시간을 여러 번 반복함으로써 전체적인 수면시간을 확보하고 뇌 기능을 유지합니다.유지에 필요한 에너지를 최소화하여 추운 남극 환경에서 생존하는 데 도움이 됩니다.짧은 수면 시간은 펭귄이 새끼를 돌보는 데 필요한 시간을 확보합니다.수면은 턱끈펭귄에게 다음과 같은 한계를 가지고 있습니다.짧은수면 시간이 턱끈펭귄의 장기적인 건강에 미치는영향은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다.짧은 수면 시간은 턱끈펭귄의 인지 능력에 영향을 미칠 수 있습니다.턱끈펭귄의 4초 수면은 인간의 수면과 건강에 대한 이해를높일 수 있는 중요한 연구 주제입니다.턱끈펭귄의 수면 패턴에 대한 연구를 통해 인간의수면 효율을 향상시키는 방법을 개발할 수도 있습니다.턱끈펭귄의 4초 수면은 동물의 수면 패턴에 대한 우리의 지식을 확장시켜주는 놀라운 현상입니다.짧지만 효율적인 4초 수면은 턱끈펭귄이 남극 환경에서 생존하는 데 중요한 역할을 합니다.턱끈펭귄의 수면 패턴에 대한 연구는 인간의 수면과 건강에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 인공위성이 정해진 궤도를 벗어나면 어떻게 되는지 궁굼합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인공위성 궤도 이탈은 다양한원인으로 발생할 수 있습니다.궤도 유지에 필요한 추력력이 부족하면 인공위성은 점차 궤도를 벗어날 수 있습니다.지구 대기권의 저항은 인공위성의 속도를 감소시키고 궤도를 하락시킬 수 있습니다.우주 쓰레기와의 충돌은 인공위성의 궤도를 변경하거나 파괴할 수 있습니다.인공위성 자체의 기술적 문제로 인해 궤도 유지 기능이 오작동할 수 있습니다.부정적인 영향을 초래할 수 있습니다.궤도를 벗어난 인공위성은 더 이상 예정된 기능을 수행할 수 없습니다.통신 GPS 기상 관측 등 인공위성을 통해 제공되는 서비스가 중단될 수 있습니다.궤도 이탈 인공위성은 우주 쓰레기가 되어 다른 인공위성에 위험을 초래할 수 있습니다.인공위성 개발 및 발사에는 막대한 비용이 소요되므로 궤도 이탈은 경제적 손실을 초래합니다.공위성 궤도 이탈을 방지하기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있습니다.궤도 유지에 필요한 추력력을 효율적으로 제공하는 시스템 개발해야 하며인공위성의 대기권 저항을 줄이는 기술 개발하고우주 쓰레기를 제거하고 관리하는 기술 개발을 해야 합니다.인공위성 자체의 기술 안전성을 높이고 오작동 가능성을 줄이는 노력이 필요합니다.인공위성 궤도 이탈은 다양한 원인으로발생하며 여러 가지 부정적인 영향을 초래할 수 있습니다.궤도 이탈 방지를 위해서는 효율적인 추진 시스템 개발 대기권 저항 감소 기술 개발 우주 쓰레기 제거 기술 개발 인공위성 기술 안전성 향상 등의 노력이 필요합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주공간에서 100메가급 통신 속도를 낼 수 있는 기술의 원리가 궁금해요~
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.2023년 10월 21일 NASA의 프시케 탐사선은 화성과목성 사이에 위치한 소행성 프시케에 3100만 킬로미터 거리에서 고양이 영상을 포함한 데이터를 지구로 전송했습니다.데이터 전송 속도는 267Mbps로이전 우주 탐사선 기록을 뛰어넘는 놀라운 속도입니다.프시케의 고속 데이터 전송은 다음과 같은 기술적 혁신의 결과입니다.보다 높은 주파수를 사용하여 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다.여러 개의 안테나를 사용하여 데이터전송 속도를 높이고 신뢰성을 향상시킵니다.데이터 처리 속도를 높여 실시간 데이터 전송을 가능하게 합니다.프시케의 고속 데이터 전송 기술은 미래 우주 탐사에 새로운 가능성을 열어줍니다.더 많은 데이터를 더 빠르게 전송하여 과학자들이 우주에 대한 이해를 높일 수 있습니다.실시간 데이터전송을 통해 원격 조종 및 탐사 임무 수행을 가능하게 합니다.우주 비행사와 지구 간의 실시간 커뮤니케이션을 가능하게 합니다.프시케 탐사선은 2026년 8월 프시케 소행성에 도착하여 궤도 진입 및 착륙을 시도할 예정입니다.탐사선은 고속 데이터 전송 기술을 활용하여 소행성의 표면 지형 구성 성분 등에 대한 방대한 데이터를 지구로 전송할 것입니다.이 데이터는 태양계 형성 초기 역사와 금속 소행성의기원에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구는 빙하기에서 어떻게 벗어나게 되었나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.약 6천 6백만 년 전 백악기 후기 지구에 거대한 운석이 충돌했습니다.충돌로 인해 발생한 엄청난 먼지와 화산재는 태양빛을 차단하여 지구 온도를 급격히 떨어뜨렸습니다.지표면 온도가 낮아지면서 해수면은 감소하고 빙하가 확대되었습니다.이는 지구 전체를 덮는 빙하기 시대의 시작을 알렸습니다.빙하기는 단 한 번의 사건이 아닌 여러 번의 빙하 확장과 퇴축을 반복하는 과정이었습니다.주요 빙하기 시대는 4번으로 구분되며 각 시대 사이에는 비교적 온난한 간빙기가 존재했습니다.빙하 확장은 지구 온도가 낮아지고 빙하가 성장하는 속도가 퇴축하는 속도보다 빠르게 일어날 때 발생했습니다.빙하 퇴축은 지구 온도가 높아지고 빙하가 녹는 속도가 성장하는 속도보다 빠르게 일어날 때 발생했습니다.약 1만 1천년 전 마지막 빙하기가 끝났습니다.지구온도가 점차 높아지면서 빙하가 녹고해수면이 상승했습니다.빙하가 녹으면서 드러나온 땅은 새로운 생태계를 형성하는 기반이되었습니다.현재 지구는 간빙기에 속하며 앞으로 다시 빙하기가 도래할 가능성도존재합니다.빙하기는 지구 환경과 생물에 큰 영향을 미쳤습니다.해수면 변동은 육지와 바다의 경계를 바꾸고 새로운 생태계를 형성했습니다.빙하 확장은 많은 동식물을 멸종시켰고 새로운 종들의 진화를 촉진했습니다.빙하기는 인간의 진화에도 영향을 미쳤습니다.과학자들은 빙하 코어 해양 퇴적물 화석 등을 연구하여 빙하기 과정에 대한 정보를 얻고 있습니다.빙하기 연구는 과거 지구 환경 변화를 이해하고 미래 기후 변화를 예측하는 데 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 생리가 시작될때 단게 땡기는 과학적인 이유가 있나요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.생리 시작 시 단 음식을 땡기는 것은 일반적인 현상이며 호르몬 변화 혈당 변화 신경전달물질 변화 등이 원인으로 작용합니다.개인마다 증상이 다르게 나타날 수 있으며 다른 요인들도영향을 미칠 수 있습니다.생리 전 기간에 증가하는 프로게스테론은 혈당을 낮추고세로토닌 분비를 감소시켜 단 음식 욕구를 증가시킬 수 있습니다.생리 기간 동안 감소하는 에스트로겐은 포만감을감소시키고 식욕을 증가시킬 수 있습니다.생리 전 기간에는 혈당 조절 능력이 저하되어혈당 변동 폭이 커질 수 있습니다.혈당이 낮아지면 뇌는 에너지 부족을 느끼고 단 음식을 섭취하도록 유도합니다.과 포만감을 조절하는 세로토닌은 생리 전 기간에 감소하여 단 음식 욕구를 증가시킬 수 있습니다.쾌락과 보상을 담당하는 도파민은단음식 섭취 시 분비되어 단 음식에 대한욕구를 더욱 강화할 수 있습니다.단 음식 욕구의 강도는 개인마다 다르게 나타납니다.식습관 스트레스 수준 건강상태 등이 영향을 미칠 수 있습니다.부족은 식욕 조절 호르몬의 불균형을 초래하여 단 음식 욕구를 증가시킬 수 있습니다.스트레스는 코티솔 분비를 증가시키고 코티솔은 혈당을 높여 단 음식 욕구를 유발할 수 있습니다.단 음식 욕구를 무조건 참는 것은 건강에 좋지않습니다.과일 채소 통곡물 등 건강한 단 음식을 적당량 섭취하는 것이 좋습니다.단 음식 욕구가 심하거나 다른 증상이 동반된다면 전문가와 상담하는 것이좋습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 셰일가스나 셰일원유 채굴시에는 메탄가스가 발생하는 이유와 얼마나 발생하는지 궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.셰일암은 유기물 함량이 높은 퇴적암입니다셰일가스와 셰일원유는 이 유기물이 분해되면서 생성됩니다.셰일가스는 주로 메탄(CH4)으로 구성되어 있으며 석탄층이나 다른 천연가스 매장지에 비해메탄 함량이 높습니다.셰일원유는 메탄 외에도 에탄 프로판 부탄등의 탄화수소를 포함하고 있습니다.셰일가스 및 셰일원유 채굴 과정에서 암석을 부수고 압력을 낮추면 암석에갇혀 있던 메탄가스가 방출됩니다압력과 온도에 의해 압축되어 셰일암을 형성합니다.셰일암 내 유기물이 미생물활동이나 열에 의해 분해됩니다.분해 과정에서 메탄과 다른 탄화수소가 생성됩니다.메탄은 셰일암의 기공과 암석 사이 공극에 저장됩니다.셰일가스 및 셰일원유 채굴 과정에서 압력이 낮아져메탄가스가 방출됩니다.스 및 셰일원유 채굴 과정에서 발생하는 메탄가스의 정확한 양은 채굴 방법 암석특성 채굴 지역 등에 따라 다릅니다.일반적으로 셰일가스 1톤을 생산할 때약 0.3~0.5톤의 메탄가스가 발생하는 것으로 알려져 있습니다.셰일원유 1톤을 생산할 때 발생하는 메탄가스의 양은셰일가스보다 적지만 정확한 수치는 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다.메탄은 강력한 온실가스로 이산화탄소보다약 25배 더강력한 지구 온난화 효과를 가지고 있습니다.셰일가스 및 셰일원유 채굴 과정에서발생하는 메탄가스는 기후 변화에 악영향을 미칠 수 있습니다.메탄가스는 폭발 위험성이 있으며 인체 건강에도 해롭습니다.셰일가스 및 셰일원유 채굴 과정에서발생하는 메탄가스 배출을 줄이기위한 다양한 노력이 이루어지고 있습니다.압력 조절 폐쇄형 시스템 사용메탄 회수 및 활용 기술 개발 등이 그 예입니다.셰일가스 및 셰일원유 개발의 환경 영향을 최소화하기 위해서는 메탄 배출 감소 노력이 필수적입니다.