안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 인공위성의 역할이 궁금하여 문의 드립니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인공위성은 1970년대 후반부터 전성기를 맞이하였다. 1994년까지 발사된 인공위성만 해도 대략 6,000여 개에 이른다. 이 중 실제로 운용되고 있는 것은 2,000여 개에 불과하다. 이들 인공위성은 모두 같은 일을 하는 것은 아니다. 사용 목적에 따라 수행하고 있는 일이 다르다. 과학적 현상을 관측하고 연구하거나, 군사적 목적으로 사용되기도 하며, 지구의 기상 현상을 관측하고 예측함으로써 피해를 줄이는데 사용되기도 한다. 또한 최근에는 GPS(위성항법장치) 등에도 사용되고 있다. 인공위성을 사용 목적에 따라 분류해 보도록 하자.이미지 갤러리 가기과학위성1호과학위성(Scientific Satellite)은 지구와 지구 주변의 환경을 관측하고 각종 우주과학 실험을 수행하는 인공위성을 말한다. 세계 최초의 과학위성인 스푸트니크 1호(Sputnik : 러시아)에는 지구의 대기 밀도를 측정하기 위한 장비가 탑재되어 있었다. 1990년에는 허블(Hubble) 우주망원경이 설치되어 우주탄생의 비밀을 파헤치는데 큰 몫을 하고 있다.90년대에는 무인자동화 기술과 컴퓨터의 발달로 과학 위성이 우주실험실로 이용되고 있다. 특히 미국, 일본, 유럽이 함께 건설을 추진하고 있는 국제우주정거장 ISS(International Space Station)는 거대한 구조물의 우주정거장으로서 지구상에서는 수행할 수 없는 실험들을 수행할 수 있는 과학 실험장 역할을 하게 될 것이다. 군사위성(Military Satellite)은 첩보위성이라고도 불리며, 정찰, 통신, 경보, 항해 등 군사적 목적으로 사용되고 있는 인공위성을 말한다. 냉전체제였을 당시 미국과 소련이라는 두 강대국에 의해서 많이 발사되었다.적의 상공에서 사진 촬영을 하고, 상대의 미사일 발사를 탐지하여 알리기도 하며, 군사용 통신에 사용되기도 하고, 군사용 GPS(위성항법장치)를 위해 사용되기도 한다. 또한 목적이 밝혀지지 않은 비밀 위성도 많이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 인공위성들이 군사적 목적으로 개발되었다. 하지만 경쟁적인 군사위성의 발사는 인공위성을 비약적으로 발전시켰다고 볼 수 있다. 또한 현재는 그 기술력을 바탕으로 통신위성, 과학위성, 관측위성 등 인간의 삶에 필요한 쪽으로 개발시키고 있다.원격탐사위성(Remote Sensing Satellite)은 지구 관측위성으로도 불리며, 지구표면과 대기의 관찰, 사진촬영 등을 목적으로 사용된다. 지구의 표면, 대기 등을 관찰할 때는 주로 항공기를 이용하지만 빠른 시간에 넓은 범위를 관측하기 위해서는 인공위성이 효율적이다. 주로 지도를 정교하게 만드는데 사용되어 왔다. 원격탐사위성으로 인해 전 세계가 하나로 연결된 세계전도가 등장하였으며, 해저지형도도 작성할 수 있게 되었다. 현재는 감시자로서 각종 지구 환경에 관련된 많은 분야에 사용되고 있다.항행위성(Navigation Satellites)은 위치정보를 담은 전파를 발사하여, 선박, 비행기, 심지어는 개인까지 현재의 정확한 위치를 알려주는 위성으로, 항해위성이라고도 한다. 우리에게 잘 알려진 GPS(위성항법장치) 역시 항행위성을 이용한 장비이다. GPS(위성항법장치)는 처음엔 군사적 목적으로 개발되었지만 현재는 일반인은 물론, 항공기 관제, 지진감시, 구조 등에 활용되고 있다.통신위성(Teleco㎜unication Satellite)은 실생활에 아주 밀접한 관련이 있는 위성이다. 우주 전파중계소 역할을 하는 인공위성으로 TV신호나 음성신호 등을 한 지점에서 다른 지점으로 보내게 된다. 지상에서 수신탑을 이용하면 빌딩과 산 등의 장애물에 의해 간섭을 받을 수 있다. 하지만 위성은 우주에서 전파를 쏘아주기 때문에 난시청지역을 줄일 수 있다. 또한 통신위성을 통해서 지구 반대편에서 하는 축구를 깨끗한 화면으로 실시간으로 볼 수 있다.
Q. 보편적인 우주여행은 언제쯤 가능할까요.?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.2021년은 민간 우주 관광의 원년이라고 할 수 있겠다. 지난달에는 버진 갤럭틱의 리처드 브랜슨 회장과 블루 오리진의 제프 베이조스 의장이 우주 비행에 성공했다. 올해 9월에는 스페이스 엑스의 최고경영자인 일론 머스크가 민간인 4명을 태우고 사흘간 지구 저궤도를 공전하는 우주 비행에 도전한다.이번이 민간인 최초의 우주 비행은 아니지만, 일반인에게 기회가 제공되는 본격적인 우주 관광 시대를 열었다는 데에 큰 의의가 있다. 현재까지는 억만장자들의 유희처럼 보이지만, 버진 갤럭틱의 우주여행 예약자가 벌써 600명이 넘었으니 확실히 대규모의 민간인 우주 관광이 가능해진 시대가 된 것이다.브랜슨은 고도 86㎞까지 올라갔고, 베이조스는 106㎞까지 올라간 까닭에 우주여행의 기준에 대해서도 논란이 좀 있었다. 우주와 대기의 경계는 100㎞ 상공의 카르만 라인으로 보고 있기 때문이다. 전통적으로 100㎞를 우주의 기준으로 인정해 왔지만, 나사는 80㎞ 이상 올라가면 우주비행사의 호칭을 주고 있기 때문에, 두 사람 모두 우주여행을 한 것으로 볼 수 있다.고도 80~100㎞에서 지구를 보면 어떻게 보일까. 고도가 낮아서 칼 세이건이 말했던 창백한 푸른 점처럼 보이지는 않는다. 그러나 지구의 곡면과 푸른 지표면이 일부 보일 정도이니, 우주에서 지구를 바라보는 낭만은 느낄 수 있을 정도다. 사실 우주여행의 포인트를 무중력 체험으로 본다면 이번 여행은 그 조건을 충족시켰다고 할 수 있다. 비록 무중력 체험의 시간이 3~4분 정도로 매우 짧았지만 말이다.브랜슨은 비행기로 수평으로 이륙하는 형태였기 때문에, 이륙에서 착륙까지 70~90분이 걸리는 데 반해, 로켓을 이용한 베이조스의 비행시간은 총 10분 남짓이었다. 버진 갤럭틱은 우주 관광을 전면에 내세웠지만 블루 오리진은 달 탐사를 위한 로켓 개발이 목적이었기 때문에, 두 회사의 우주 비행 형태는 완전히 다를 수밖에 없다. 베이조스와 머스크는 현재 나사의 새로운 달착륙선 프로젝트 계약을 놓고 경쟁 중이다. 베이조스는 달에, 머스크는 화성에 각자 사람을 보내겠다고 했으니 두 사람은 유인우주탐사라는 같은 목표를 갖고 있는 셈이다.스페이스 엑스는 9월에 민간인을 태워 540㎞ 상공에 머물다 귀환할 예정이고, 내년 1월에는 국제우주정거장에 관광객을 보낼 계획이다. 아직까지는 버진 갤럭틱, 블루 오리진의 우주여행과 스페이스 엑스의 우주여행은 수준 차이가 나고 있다.
Q. 지구의 자전이 갑자기 멈추면 어떻게 될까요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.먼저 지구가 자전을 멈추는 순간, 우리를 포함해 자동차, 건물 등이 시속 1,670km에 가까운 속도로 동쪽을 향해 날아가게 되는데요. 이는 지구가 자전축을 기준으로 서쪽에서 동쪽으로 움직이기 때문입니다. 그래서 지구가 멈추는 순간, 모든 것이 동쪽으로 빠르게 튕겨 나가게 되는 거죠.하지만 이런 와중에도 안전한 곳이 존재합니다. 바로 지구의 극점인 남극과 북극입니다. 남극과 북극의 중앙은 자전축이 있는 곳으로 여기에서의 자전 속도는 0입니다. 그래서 우리가 남극과 북극의 중앙에 있을 수 있다면, 지구의 자전축에 붙어 있을 수 있다면 아주 잠깐은 안전하다고 할 수 있죠. 지구의 자전이 멈추고, 지구 위의 모든 것이 튕겨 나간 다음에 찾아오는 재앙은 바로 바람이죠. 이 끔찍한 바람은 우리의 몸이 튕겨 나가는 것보다 훨씬 더 위험합니다. 공기도 지구의 중력에 의해 붙잡혀 있고 우리와 함께 지구를 돌고 있습니다. 그래서 지구가 멈추고 바로 움직이지는 않지만 이후 공기도 우리와 같은 속도로 동쪽으로 움직이게 되죠. 마치 태풍처럼 바람이 불게 됩니다.지금까지 국내에 큰 피해를 줬던 태풍의 최대 풍속이 초속17m, 시속 61.2km 정도 되는데, 지구의 자전이 멈춘 후 불게 될 바람의 풍속은 무려 시속 1,670km에 이릅니다. 지금까지 우리가 경험하지 못했던 정말 말도 안 되는 강한 바람이 지구 전체에 불어 닥치는 겁니다.바람이 이렇게 불면 어떻게 될까요? 지구에는 아무것도 남아 있지 않을 겁니다. 마치 거대한 빗자루가 지구 표면을 쓸어버린 것처럼 되겠죠. 그렇다면 지구의 극점에 있는 사람들은 어떻게 되었을까요? 이 사람들은 모두 살아남았을까요? 지구의 자전이 멈추는 순간에 이곳에 있는 사람들은 다른 곳에 있던 사람에 비해 안전합니다. 하지만 이곳도 강한 바람은 피할 수 없죠. 다른 곳과 똑같이 바람 때문에 생존하기는 어렵습니다.강력한 바람이 지구 전체를 휩쓸면서 바다도 바람에 의해 엄청난 영향을 받게 됩니다. 물론 지구의 자전이 멈추는 것, 그 자체도 한몫했죠. 그리고 이렇게 영향을 받은 바다는 바람과 함께 지구의 모든 것을 한 번 더 쓸어버리게 될 겁니다. 지구 전체에 엄청난 해일이 발생함과 동시에 서서히 모든 바닷물이 지구의 극점으로 이동하는데요. 그래서 이 시기에 지구의 극점은 바닷물로 가득 차게 됩니다.
Q. 해바라기 꽃은 왜 해를 따라 도는가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.세계적으로 이름에 '태양'에 해당되는 말이 들어가는 꽃이라 많은 사람들이 하루 종일 해를 바라본다고 알고 있으나 이는 잘못된 상식이다. 상술한 다른 언어들에서의 이름뿐만 아니라 학명도 Helianthus니 전 세계적인 오해인 듯. 봉오리를 피우는 영양소 합성을 위해 봉오리가 피기 전까지만 해를 향하게 방향을 바꾸는 것이며, 꽃이 핀 후엔 그냥 그대로 있는다. 꽃에는 광합성 기능이 없으니 당연히 주광성도 없다. 식물에서 광합성을 담당하는 엽록소는 모두 녹색을 띈다.
Q. 지하철 손잡이 높이는 어떻게 설계되었나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.보통 구형차량은 낮은게 170센치에 높은게 175센치에 위치하고 있습니다.내부시설 교체를 받은 차량이나 신형차량은 보통 160센치를 기준으로 합니다.