지구과학·천문우주
Q. 평소에궁금한사항인데 산에서는 메아리가들리는이유가 궁금해요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.메아리의 원리는 상대적인 반사면이 있는 위치까지 소리를 진행시켜 되돌아오게 하는 것인데요. 메아리가 돌아오지 않는 다는 것은 소리가 반사면에 도달하지 않았다거나 소리가 작아 다른 요인들에 의해서 흡수되었기 때문입니다. 메아리는 반사시키는 면이 소리가 발생하는 곳에서 적당히 떨어져 있고, 대기 속에서의 소리의 감쇠가 작을 때 더욱 잘 들린다고 합니다.물속에서도 메아리가 발생할 수 있습니다. 물은 소리를 초속 1,500m 이상의 속도로 전달할 수 있기 때문에 이러한 특성을 이용하여 메아리를 측정하고 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 메아리가 돌아오는 시간을 측정하여 해저의 깊이를 측정하거나, 가까이 있는 선박이나 장애물과의 거리를 측정하는 데 사용될 수 있습니다.
Q. 우주로켓의 고체연료의 장점은 뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지금까지 세계는, 미사일을 발사하기 위한 연료를 액체연료로 주로 사용하고 있으며, 그렇지 못한 나라들은, 고체화시키기 위해서, 많은 연구와 노력을 하고 있습니다. 그렇다면, 왜? 고체화 시키는 걸까요?충전시간 단축요즘의 전쟁은, 인공위성으로 서로를 매우 세밀하게 감시를 하는 상황에서 벌어지는 전쟁입니다.이러한 상황에서, 미사일을 발사하기 위한, 액체연료의 주입은 시간이 오래 걸립니다.최소 몇시간에서 길게는 반나절을 잡는 경우도 있는데, 이러한 모습이 인공위성에 잡히면, 선제타격을 받을 수 있는 상황까지 벌어지게 될 수 있기 때문에, 고체화를 시키는 것입니다.고체연료는 충전하는 시간이 없고, 그냥 장착을 하면 되는 방식이기 때문에 매우 간단합니다. 비용 절감정확한 내용은 모르지만, 고체연료를 사용하는 것은, 액체연료를 사용할 때 보다, 제작비가 저렴하다고 합니다.관련해서, 구조적인 면에서도, 액체연료가 복잡하기 때문에, 단순화하는 과정에서 비용이 많이 절감이 된다고 합니다.대기시간 대기 가능미사일을 발사하기 위해, 여러 가지 조건이 필요하며, 상황에 따라 진행이 늦춰지는 경우가 많다고 합니다.이럴 경우, 액체연료는 누수가 잘 되어, 대기시간이 길어질 경우, 재충전을 해야 하는 일이 생기는데, 고체연료의 경우에는 장시간 대기를 하더라도 누수에 대한 염려가 없다고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 안드로메다 은하와 우리 은하가 충돌할 가능성이 높나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대부분의 은하가 우리 은하로부터 멀어져 가고 있지만, 국부 은하군 중 가장 큰 은하인 안드로메다 은하는 초속 120킬로미터의 속도로 우리 은하를 향해 접근하고 있다. 38억 년 후 안드로메다와 우리 은하는 충돌할 것이며, 조석력이 양측 은하의 나선팔 모양을 거대한 조석 꼬리 형태로 바꾸어 놓을 것이다. 천문학자들은 이와 같은 쌍방의 형태 변화가 일어날 때 우리 태양계가 우리 은하의 중력권에서 탈출할 가능성이 12퍼센트이며, 안드로메다 은하의 중력권에 편입될 가능성이 3퍼센트라고 보고 있다.
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Q. 정지 궤도 위성은 어떻게 움직이지 않고 고정된 위치에서 지구를 관측하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인공위성의 주기가 지구의 자전주기와 같아서 지구상에서 보았을 때 항상 정지하고 있는 것처럼 보이는 궤도이다.정지궤도상의 물체는 지구의 자전과 같은 각속도(角速度)로 지구 주위를 돈다. 정지궤도는 적도상공 고도 3만 5,786km의 궤도에서 지구의 중력장(重力場)이 완전한 중심력장(中心力場)이고, 다른 천체 때문에 생기는 중력의 변화가 없다면 궤도이심률(軌道離心率)은 0이다. 따라서 궤도는 완전한 원을 이룬다. 또, 궤도경사각(軌道傾斜角)도 0°가 되고, 정지궤도상의 물체는 지구에 대하여 완전히 정지상태이다. 이와 같은 궤도에 있는 인공위성을 정지위성(靜止衛星)이라고 한다.그러나 실제로 지구 중력장이 완전한 중심력장이 아니고, 달과 태양의 인력의 영향을 받아서 완전히 정지상태에 있을 수는 없으며, 일반적으로 지구에 대하여 약간 이동한다. 예를 들면, 지구 중력장의 변화에 따르면, 적도면 내의 동경 72°의 상공(인도양 상공)과 서경 108°의 상공(태평양 상공)의 두 지점만이 궤도안정균형점(軌道安定均衡點)이 되며, 인공위성은 이 두 지점의 어느 한쪽으로 서서히 이동하는 것이다.