안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 오로라가 생기는 원리가 궁금합니다?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.태양에서는 고속으로 움직이는 전자와 양성자 같은 입자들이 끊임없이 방출됩니다. 이를 태양풍이라고 부릅니다. 태양풍이 지구에 도달하면, 지구의 자기장에 의해 방향이 바뀌거나 포획됩니다. 지구는 강력한 자기장을 가지고 있으며, 이 자기장은 태양풍의 입자들을 극지방(북극과 남극) 근처로 끌어당깁니다. 그래서 오로라는 주로 고위도 지역, 즉 러시아, 핀란드, 캐나다 같은 북반구의 고위도 지역과 남극 근처에서 자주 관찰됩니다. 태양에서 온 입자들이 지구의 상층 대기, 즉 고도 약 100~300km에서 대기 중의 산소나 질소 같은 원자들과 충돌합니다. 이 충돌로 인해 에너지가 방출되면서 빛이 발생하는데, 이것이 우리가 보는 오로라입니다. 오로라의 색은 충돌하는 입자의 종류에 따라 달라집니다 지구의 자기장은 북극과 남극 근처에서 집중되어 있습니다. 태양에서 오는 입자들은 지구의 자기장에 의해 이 지역으로 끌려가 상층 대기와 충돌하게 되므로, 북극과 남극 근처에서 오로라가 자주 발생합니다.
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Q. 우주선속도 개선시킬 방법이 없을까요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.현재의 화학 로켓은 한계가 있지만, 핵열추진(NTP) 또는 핵전기추진(NEP) 방식은 더 높은 속도를 낼 수 있을 것으로 기대됩니다. 핵열추진은 핵분열을 이용해 추진체를 가열하고, 이를 통해 더 강한 추력을 얻는 방식입니다. 이 기술이 상용화되면 화성까지 몇 달이 아닌 몇 주 안에 도달하는 것도 가능할 수 있습니다. 이온 추진기는 이미 일부 우주선에서 사용 중인 기술로, 전기 에너지를 사용해 이온을 고속으로 배출하여 우주선을 추진합니다. 이 방법은 초기 가속이 느리지만 장기적으로 매우 높은 속도를 유지할 수 있습니다. 화성처럼 먼 거리를 탐사하는데 유리하지만, 대형 화물을 운반하는 데는 제한이 있습니다. 태양빛의 압력을 이용해 우주선을 추진하는 방식으로, 이론적으로는 매우 높은 속도에 도달할 수 있습니다. 최근에는 이 기술이 실험 단계에서 조금씩 진전되고 있으며, 장거리 우주 탐사에 유망한 기술로 평가받고 있습니다. 핵융합 추진은 미래 기술로, 핵융합 반응을 이용해 우주선을 추진하는 방식입니다. 이 방식은 매우 높은 에너지를 생성할 수 있어 우주 여행의 속도를 극적으로 향상시킬 가능성이 있지만, 아직 상용화되지 않았습니다.
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Q. 인간이 화성에 살기위한 주요 조건은 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.화성의 대기는 매우 희박하고, 주로 이산화탄소로 이루어져 있어 인간이 직접 호흡할 수 없습니다. 따라서 산소를 생성하거나 공급할 수 있는 시스템이 필수적입니다. 이를 위해 화성에서 산소를 생성하는 기술이나 지구에서 지속적으로 산소를 공급받는 방법이 필요합니다. 화성의 온도는 매우 낮고, 대기권이 얇아 우주 방사선과 태양풍에 직접 노출됩니다. 따라서 인간이 살기 위해서는 적절한 방사선 차단과 온도 조절이 가능한 보호 시설이 필요합니다.
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Q. 오로라는 어떻게 발생한 자연현상인가요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.오로라는 태양에서 방출된 입자들이 지구의 자기장에 의해 대기와 상호작용하면서 발생합니다. 태양은 끊임없이 고에너지 입자(주로 전자와 양성자)를 방출하고 있는데, 이를 태양풍이라고 부릅니다. 태양풍은 매우 빠르게 우주로 퍼져 나가며 지구에 도달할 수 있습니다. 지구는 자기장을 가지고 있으며, 이 자기장이 태양풍으로부터 지구를 보호하는 역할을 합니다. 그러나 태양풍의 고에너지 입자들이 지구에 도달하면, 지구의 자기장에 붙잡혀 극지방(북극과 남극)으로 끌려가게 됩니다. 이 때문에 오로라는 주로 북극과 남극 근처에서 자주 관찰됩니다. 태양풍의 입자들이 지구 대기의 상층부에 도달하면, 대기 중의 산소, 질소와 같은 원자들과 충돌합니다. 이 충돌로 인해 입자들이 에너지를 방출하게 되는데, 그 에너지가 가시광선으로 방출되며, 우리는 이를 오로라로 보게 됩니다. 오로라의 색은 주로 대기 중의 어떤 원자와 충돌했는지에 따라 달라집니다. 오로라는 매우 다양한 형태를 띠는데, 이것은 태양풍의 강도와 방향, 그리고 지구 자기장의 변화에 따라 달라집니다. 일반적으로 커튼 모양, 소용돌이 모양 등으로 보이며, 움직임이 매우 역동적이어서 더욱 신비롭게 느껴집니다.
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Q. 일식을 관찰할 때 왜 눈을 보호해야하나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.태양의 강렬한 빛을 직접 보면 눈의 망막에 치명적인 손상을 줄 수 있습니다. 망막에 화상을 입히고 시력을 영구적으로 손상시킬 수 있습니다. 일상생활에서 태양을 잠깐 보는 것은 큰 문제가 없지만, 일식 관찰 시 태양을 오랜 시간 바라보게 되면 눈이 큰 피해를 입을 수 있습니다. 일식이 진행되는 동안, 태양이 달에 의해 점차 가려지면서 눈에 들어오는 빛의 양이 줄어듭니다. 이때 사람들은 밝기가 줄어들었다고 생각해 위험을 의식하지 않고 태양을 직접 보게 되는데, 사실 태양의 빛과 방사선은 여전히 강력합니다. 완전히 가려지지 않은 부분에서 나오는 빛도 눈에 치명적일 수 있습니다. 태양이 완전히 가려지기 직전이나 직후, 밝기가 감소하여 눈의 자연적인 보호 반응인 눈을 감거나 회피하는 반응이 줄어듭니다. 하지만 이때도 태양광이 눈에 해를 끼칠 수 있기 때문에 보호 장비가 필수입니다. 일식을 안전하게 관찰하기 위해서는 특수 필터가 장착된 보호 장비를 사용해야 합니다.