안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 서울에서 부산까지 10분이면 가는 기차가 가능한가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.4차 산업혁명 기술이 개발되면서 초연결사회(Hyper Connected Society)로 나아가고 있는데요. 이를 위한 5세대 초고속 운송수단 필요성이 대두되고 있습니다. 그중 하나가 바로 하이퍼튜브입니다. 하이퍼튜브는 0.001기압 이하의 아진공 튜브 안을 음속에 가까운 1200km/h로 주행할 수 있는 신개념 초고속 육상 교통시스템인데요. 항공기 속도를 가지면서 철도의 장점인 접근성, 안전성, 친환경성을 보유한 것이죠.미국에서는 2013년 엘론 머스크에 의해 하이퍼튜브의 개념이 처음 소개된 이후 테슬라에서 미래형 친환경 모빌리티로 연구개발에 속도를 내고 있는데요. 한국철도기술연구원도 지난 2016년부터 하이퍼튜브를 연구개발하고 있습니다. 1000km/h 이상 초고속으로 주행하는 하이퍼튜브는 공기저항을 최소화해 진공상태에 가까운 튜브 속을 달리도록 만드는 것이 핵심기술인데요. 한국철도기술연구원은 2020년에 독자 개발한 축소형 튜브 공력시험장치에서 1019km/h를 달성했습니다. 통상 국제선 항공기의 비행 속도가 시속 800~1000㎞ 것을 감안하면, 지상에서 국제선 항공기 속도보다 빠르게 이동한 것이죠.이 공력시험장치는 본래의 1/17 규모로, 하이퍼튜브 차량, 차량을 초고속으로 주행하게 하는 발사부, 아진공 튜브와 제동부 등으로 구성되어 있습니다. 세계 최초로 개발한 이 장치는 차량속도 100~1,000km/h 이상, 튜브 내 압력 0.1 ~ 0.001 기압 이하의 범위에서 필요한 조건으로 다양한 주행시험이 가능한데요. 지금까지 사용되었던 해외의 에어건 형식 튜브 공력시험장치는 시속 600km, 1기압이 최고 수준이던 것에 비해 다양한 시험이 가능합니다.한국철도기술연구원은 공력시험장치 뿐만 아니라 하이퍼튜브 차량의 엔진에 해당하는 초전도전자석과 추진장치, 차량의 초고속 주행 안정화 장치 등 하이퍼튜브의 핵심기술을 개발하고 있는데요. 하이퍼튜브가 상용화돼 전국을 X자로 연결, 네트워크를 구축한다면 전국 주요 도시를 30분 내로 연결할 수 있게 됩니다. 이를 통해 국토의 균형 발전뿐만 아니라 고속화, 정보화를 선도할 것으로 기대되고 있죠. 또한 남북교류협력이 활성화됐을 때 부산-신의주간 1시간대, 베이징 및 동북 3성을 2시간대 연결이 가능하고, 향후 유라시아 대륙 횡단 철도의 초고속화(실크로드 익스프레스)에 대비가 가능합니다.
Q. 건조기를 돌리면 왜 옷들이 줄어드나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.건조기를 사용함으로써 옷이 줄어 드는 원인은 대표적으로 온도와 물리력이 있습니다. 물리력이란 의류가 드럼 안에서 회전할 때 발생하는 마찰과 낙차 등으로 의류에 가해지는 힘을 일컫습니다. 물리력은 의류 수축에 상당한 영향을 끼치는데요. 물리력이 어떻게 수축을 일으키냐고요? 식당에서 공기밥을 먹기 전 뚜껑을 닫은 채로 흔들면 밥의 크기가 조금 줄어드는 것과 비슷한 원리랍니다.면 소재 의류로 시험한 결과를 나타낸 위 그래프를 보시면, 온도에 의한 의류 수축보다 물리력에 의한 의류 수축이 더 크다는 것을 확인할 수 있습니다. 따라서 아기옷, 맨투맨 티셔츠 등 면 소재 의류의 수축은 물리력에 큰 영향을 받는다고 할 수 있죠.방축가공이 안된 소재가 물세탁이나 건조시줄어듭니다 방축가공이나 수축안전 가공이 되어 잇는소재는 수축이 되지 않습니다
Q. 기상상황을 측정하기 위해 사용되는 기상 관측기기에는 어떤 것이 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다. 지상기상관측 지상에서는 어떤 장비로 날씨를 관측할까요? 지상에서 관측하는 장비로는 1)종관기상관측장비(ASOS, Automated Synoptic Observing System)와 자동기상관측장비(AWS, Automatic Weather System)가 있어요. ASOS란 종관기상관측을 목적으로 설치한 자동기상관측장비를 말하는데요, 종관기상관측이란 대기의 상태를 파악하기 위하여 같은 시각에 모든 관측소에서 동일한 시각에 실시하는 지상관측을 말해요. AWS란 자동으로 기상관측을 할 수 있도록 만든 방재용 자동기상관측장비를 말해요. 고층기상관측 하늘에서는 어떤 장비로 기상을 관측할까요? 고층기상관측장비는 라디오존데, 라디오미터, 연직바람관측장비가 있어요. 라디오존데는 대기 고층의 기상요소들을 관측하는 장비에요. 헬륨(He) 또는 수소(H)가스를 주입한 풍선에 센서가 부착된 기계를 메달아 공중 띄우며, 20~30km의 상공에 이르기까지 기압, 기온, 습도, 풍속, 풍향을 측정한답니다. 이 방법은 대기의 입체적인 분석을 할 때 매우 유용하게 사용한답니다. 라디오미터는 일정한 고도에서 방출되는 전자파 영역의 에너지 강도를 측정하여 지상에서 10km 고도까지 기온, 습도 등 연직분포를 관측하는 장비에요. 연직바람관측장비는 각기 다른 주파수의 전파를 대기중으로 발사하고 대기 난류에 의해 후방 산란된 전파를 수신하여 지상에서 5km 고도까지 대기 하층의 바람 및 대기상태를 측정 하는 장비에요. 해양기상관측 땅과 하늘뿐만 아니라 바다에서도 기상 상황을 관측하는 장비들이 있어요. 부이(Bouy), 등표 기상관측장비 등이 있답니다. 부이란 바다 위에 부표처럼 떠 있으면서 바다 위의 날씨를 관측하는 장비를 말해요. 부이는 해양기상부이, 파고부이, 표류부이 이렇게 여러 종류가 있어요. 해양기상부이는 주로 먼바다에 고정식으로 설치하여 풍향, 풍속, 기온, 습도, 수온, 2)파고, 3)파향, 파주기 등 바다에 관련된 기상요소들도 관측한답니다. 파고부이는 해양기상부이보다 가까운 바다에 설치하여 연안바다의 복잡한 지형에 의해 부분적으로 서로 달리 나타나는 파고를 관측하고, 표류부이는 해수면 아래 10m의 해류의 이동방향을 추적하며 기압, 파고, 수온 등을 측정한답니다. 표류부이는 해양기상 관측장비의 설치 및 유지·관리가 어려운 우리나라의 먼바다에 투하하여 먼바다 기상관측자료를 생산해요. 특히 태풍 진로추적과 서해안 및 강원도 영동지역의 겨울철 대설 등 해양 위험기상을 관측하고 감시하는데 활용한답니다. 등표기상관측장비는 등표나 관측탑 등의 해양 구조물에 기상관측장비를 설치하고 해상상태를 측정할 수 있는 파고계 등을 설치하여 관측하는 장비를 말해요. 등표기상관측장비에서 관측하는 요소는 풍향, 풍속, 기압, 기온, 파고, 파주기, 수온 등이며 파고와 파주기 관측의 경우에는 해저에 설치된 파고계에서 수압의 변화를 측정하여 분석한답니다. 이러한 해양기상관측장비뿐 아니라 기상청에서는 기상관측선인 기상1호가 있답니다. 기상1호는 동해, 서해, 남해를 돌면서 황사관측, 해양고층관측, 해상관측, 수온염분관측 등의 업무를 수행한답니다. 기타 여러종류의 관측 지상, 고층, 해양뿐 아니라 레이더, 기상위성, 황사 등의 관측도 있답니다. 레이더는 목표물을 향해 전자파를 발사해서 목표물에 부딪혀서 되돌아오는 전자파를 수신하여 비나 눈이 내리는지 관측한답니다. 레이더를 통해서 어느 정도의 양이 내리는지를 알 수 있어요. 기상위성에는 정지궤도 기상위성과 극궤도 기상위성이 있어요. 정지궤도 기상위성은 적도 상공 36,000km에 쏘아 올려 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구주위를 공전하며 지표면부터 고층까지 지구상의 대기를 관측해요. 정지궤도 위성은 지구와 같은 속도로 돌기 때문에 정지궤도 위성은 항상 지구의 같은 부분을 관측한답니다. 정지궤도 위성에는 우리나라에서 개발한 천리안 위성이 있어요. 천리안 위성은 우리나라 기술로 개발한 위성으로 2010년 천리안 1호가 발사되었고, 천리안1호의 수명이 다해감에 따라 2018년 천리안 2호를 발사하여 관측업무를 수행하고 있어요. 극궤도 기상위성은 800~1500km 상공에서 남극과 북극을 오가면서 지구 주위를 회전해요. 극궤도 위성은 정지궤도 위성과는 달리 지구의 여러 부분을 찍는답니다. 황사관측은 부유분진측정기(PM10) 장비를 이용한답니다. 이 장비는 대기 중의 부유하는 공기를 흡입하여 직경이 10㎛ 이하인 먼지가 필터에 붙게 되고, 방사선을 필터에 쏘아 황사의 농도를 산출한답니다. 날씨를 관측하는데 생각보다 많은 장비들이 사용되고 있죠? 간단한 온도계, 기압계, 강수량계 뿐 아니라 다양한 관측 장비들이 기상관측을 하고 있답니다.
Q. 동물도 근친교배로 몸에 이상이 생기나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.본능이 강한 동물이니 근친 교배 하죠사람이 못하게 해줘야되는거에요유전병 당연히 있습니다또한 따로 동물 근친 교배에 관한 동물 법이나 관련된 법은 현재 없어서 보호자나 관리자가 나누어줘야됩니다
Q. 지구상에서 가장 단단한 물질은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지구상에서 가장 단단한 물질은 자연계에서는 다이아몬드가 최고입니다. 하지만 다이아몬드는 C가 공유결합으로 4각형 모양을 가지고 결합한 물질입니다. 이와 비슷하게 C대신 Si를 섞어 Si와 C를 1:1로 결합시켜 생성한 물질인 SiC라는 물질이 있습니다. 이는 최초로 다이아몬드의 강도와 비슷한 강도를 가진 물질이며 화학물 명으로는 탄화규소이며 상품명으로는 카보런덤이라고 불립니다.