안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 탐사선의 경우 어떻게 에너지 연료를 공급받나요?
우주탐사선에선 에너지를 무한적으로 받을수 없기에(연료를 무한적으로) 자체적으로 에너지를 생성해 내는데 주로 사용하느것이 태양열을 이용하는 것 이지요~! 태양광 패널을 만들어 태양광에서 오는 에너지를 전기로 생성하고 대부분의 지구 궤도 위성 및 우주선에 사용하고 있습니다~ 이외에도 방사성 동위원소 열발전기를 설치하거나 여러가지 미래에 사용할수 있는 기술들을 개발하고 있습니다!
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Q. 일론머스크가 지상으로 돌아오는 발사체를 로봇팔로 잡는 것을 보았는데요. 일반 우주선 발사와 특별히 다른점이 무엇인가요?
재사용 가능한 로켓기술등은 비용읠 젉마으로 인하여 혁신적인 우주산업에 혁신을 일으키게 합니다~ 스페이스X사는 로켓 1단계 부스터를 발사한 후 지상이낳 ㅐ상에 착륙시켜 재사용하는 기술을 개발하였꼬 로봇 부스터를 활용하여 해상 드론선에 착륙하거나 지상 패드에 자동 착륙하도록 설계하였지요~일반적으로는 1단계 로켓 부스터를 버리거나 대기권을 재진입시켜 소각하는 과정을 거쳐었는데 재사용함에 따라 발사비용을 최대 70%까지 절약할수 있게 되었지요~이를 위해 역추진기술과 그리드핀 기술력을 도입한것으로 알려져있으며 자체적으록 ㅕㅇ로를 조정하고 공기의 저항을 최소화하며 연료를 효율적으로 사용하도록 설계하였다고 합니다! 스페이스X는 우주 발사비용을 획기적으로 줄였따고 알려져 있으며 통상적으로 1kg당 만달러 정도 두는 우주 발사비용을 천달러정도로 1/10정도 절감시키게 된것이지요. 이렇게 되면 민간기업이나 국가기관등이 우주 탐사를 보다 저렴하게 할수 있또록 발사체를 지원할수 있게 해주는 결과를 이끌어 내게 됩니다~ 이에 따라 우주산업이 대중화 될수 있으며 이러한 프로젝트의 일환으로 스타링크 프로젝트 등을 진행하고 있지요~또한 기존에 우주쓰레기가 많이 생겼을수도 있지만 재사용기술로 인해 완화되게 된것이지요~
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Q. 지진파는 지구의 내부구조를 알기 위해 가장 효과적이라고 하는데요. 지진파의 종류은 어떻게 되나요? 그리고 파괴력이 가장 큰것은 어떤것인가요?
지진파는 지진이 발생할때 방출되는 에너지가 파동의 형태로 전달되는것을 이야기하며 지구 내부의 구조를 분석하거나 지진의 영향을 연구하는데 중요한 도구로 사용하게 됩니다.지진파는 Body wave와 Surface wave로 나뉘며 Body wave는 많이 들어보셨을 P파, S파이죠~P파는 물질을 압축하고 늘리는 방식으로 전달되며 가장 빠르게 도달하는 파입니다. 5~8km/s의 속력을 가지며 고체, 액체, 기체 모두를 통과하지요~ S파는 위아래 또는 좌우로 흔들리며 P파보다는 느리게 이동하면서3~4km/s의 속도로 고체만 통과하는 특징을 가지게 됩니다. Surface wave가 우리에게 큰 피해를 주는 파동이며 지구표면을 따라 이동하기 때문에 그렇습니다! 표면파로 불리우는 이 파동은 2개로 나뉘게 되는데 러브파와 레일리파입니다~ 러브파는횡파로서 물질을 좌우로 흔들게 되어 구조물에 큰 피해를 주게 되며 레일리파보다 빠른 속력을 가지고 있지요~ 레일리파는 타원형으로 회전하며 지표면을 파괴하게 합니다. 지구내부는 P파와 S파를 통해 파악할수있는데 이는 각 파동이 고체액체 기체를 어떻게 통과하느냐에 따라 달라지며 지구의 외핵은 S파가 외핵을 통과하지 못하면서 알아내게 된것이지요~우리나라에서도 경주와 포항 군산등에서 지속적으로 지진이 일어나며 안전지대가 아니라고 파악되고 있지요~
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Q. 우리나라 항공우주 산업이 어느 정도까지 발전이 되었나요?
우리나라는 인공위성 개발에서 꾸준히 성과를 내고 있었으며 1992년 최초로 우리별1호를 발사하면서 시작 되어씾요~이 이후 2006년 다목적 실용위성인 아리랑2호를 통해 정밀 지구 관측 위성을 개발하였으며 2021년 차세대 중형위성을 군정찰위성으로, 2022년 누리호를 통해 자체 개발 로켓으로 위성을 발사하는것까지 성공하게 되었습니다. 누리호는 2022년 6월 100% 국산 기술로 개발되었으며 독자적으로 위성 발사체 기술을 보유한 국가가 되었음을 확인하였으며 달탐사선인 다누리를 2022년 8월 발사하기도 하였지요~ 우리나라의 우주 항공 관련된것들은 한국항공우주산업(KAI)와 한화에어로스페이스, 한국항공우주연구원 등에서 시행하고 있으며 우주개발진흥법을 통해 정부에서도 적극적인 우주개발 활성화를 도모하고 있는 실정입니다!
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Q. 얼음은 무거운데 어떤 원리로 인해 물에 뜨는것인지 궁금합니다.
얼음이 물에 뜨는 이유는 밀도 차이에 의해 결정되는 것 이며 물은 액체 상태에서보다 고체 상태에서 밀도가 낮아지기에 물에 뜨는 것이지요~밀도란 단위 부피당 질량으로서 물에 뜨는 물체는 물보다 밀도가 낮아야 하는데 물의 밀도는 1g/cm3인반면 얼음의 밀도는 0.92g/cm3이 되므로 얼음은 물보다 밀도가 낮아 물에 뜨게 되는 것 입니다! 물 분자의 구조와 수소 결합은 얼음이 물보다 밀도가 낮아지는데 주요한 역할을 하게 되며 물분자들은 끊임없이 움직이며 서로 밀접하게 결합해 있게 되는데 이때문에 액체 물의 밀도가 상대적으로 높게 되는 것이지요~ 온도가 0도 이하로 내려가면 물 분자들이 수소결합을 형성하며 육각형 결정구조를 만들게 되는데 분자 사이에 빈 공간을 만들며 부피를 증가시키게 되는 것이지요~ 이렇게 되면서 같은 질량의 물이 얼음으로 변하면 부피가 9%정도 증가하게 되어 밀도가 낮아지게 되는 것입니다! 얼음이 물에 뜨는것은 부력에 의해서 설명되며 물체가 액체에 뜨기 위해서 물체가 물에 의해 밀려나는 부피에 해당하는 액체의 무게가 물체의 무게와 같게 되면서 나타나게 되는 현상입니다! 얼음은 물보다 밀도가 낮기에 물보다 큰 부피를 차지하게 되고 물의 부력이 얼음의 무게를 지탱할수 있어 얼음은 뜨게 되는 것 이지요!