안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 목성의 위성인 유로파는 어떤 원리로 표면 온도의 변화가 있던 걸까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.유로파의 표면 온도 변화와 균열의 원리는 주로 목성의 조석력에 의해 설명됩니다. 유로파는 태양에서 멀리 떨어져 있기 때문에 태양 복사에 의해 온도가 높아지기에는 부족하지만, 목성의 강력한 중력과 조석력으로 인해 내부 에너지가 생성되어 얼음 표면에 영향을 미치고 있습니다. 이로 인해 유로파의 얼음층이 녹았다가 얼었다가 하는 과정이 발생하는 것입니다. 유로파가 표면에서 얼음이 녹는 주된 이유는 목성의 강력한 중력으로 인한 조석력 때문입니다. 조석력은 유로파가 목성 주위를 공전하면서 일정하지 않은 중력의 힘을 받기 때문에 발생합니다. 이로 인해 유로파는 주기적으로 늘어났다 줄어드는 기계적 운동을 하게 되고, 그 과정에서 내부 마찰이 발생하여 열이 생성됩니다. 유로파는 목성에 매우 가까이 위치해 있기 때문에, 목성의 중력에 의해 끊임없이 당겨지고 풀어지면서 내부가 변형됩니다. 이러한 변형 과정에서 발생하는 마찰 열은 유로파의 내부를 가열하며, 이 열이 표면에 전달되면서 얼음층 아래의 물이 녹는 원동력이 됩니다. 유로파는 목성 주위를 타원형 궤도로 공전하고 있습니다. 이 때문에 목성과의 거리가 가까워질 때 중력이 강해지고, 멀어질 때는 약해집니다. 이 변화로 인해 유로파의 내부가 지속적으로 변형되며, 열이 축적됩니다. 조석 가열로 인해 유로파 표면 아래에는 거대한 액체 바다가 존재할 가능성이 큽니다. 표면은 얼음으로 덮여 있지만, 그 아래에는 녹은 상태의 물이 있는 것으로 추정됩니다. 표면의 균열이 생기는 원인은 이러한 내부 바다에서 열이 올라오면서 얼음이 녹고 다시 얼어붙는 과정에서 발생하는 것으로 보입니다. 조석력으로 인해 내부에 생성된 열이 얼음층에 전달되면, 표면에 있는 얼음이 부분적으로 녹을 수 있습니다. 이 과정에서 얼음이 열을 받아 약간 녹으면, 균열이나 갈라진 틈에서 액체 상태의 물이 나오기도 합니다. 목성의 강력한 중력이 미치는 범위 안에서 상대적으로 차가운 환경에 놓인 유로파의 표면은 곧바로 다시 얼어붙습니다. 따라서, 녹았다가 얼어붙는 과정이 반복되며, 표면의 균열과 재결합 현상이 지속적으로 발생합니다.
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Q. 세계에서 가장 큰 대양은 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.세계에서 가장 큰 대양은 태평양이며 지구 표면의 약 30%를 차지하며 가장 넓고 깊은 대양이지요~ 면적은 약 1억 6500만 km2이며 대서양보다도 2배 가까운 크기를 나타냅니다. 평균적인 태평양의 깊이는 4280m이며 가장 깊은 챌린저딥을 ㅗㅍ함하고 있기도 합니다~ 태평양엔 환태평양 화산대와 지진대를 가지고 있으며 불의고리의 영역이 많이 포함되어 있지요~ 또한 여러 섬들이 있으며 적도를 가로지르고 다양한 위도별로 영역을 포함하고 있으며 전세계 무역의 통로로 역할을 하게 합니다.
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Q. 우주 탐사의 가장 큰 목표는 어떤 것이 있나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.결국은 인류의 생존입니다! 우주탐사는 인류가 지구 외의 환경에서도 생존할수 있는 방법을 찾는것중에 하나이며 우주탐사를 통해 우주와 자연의 법칙을 더욱 더 깊게 이해하고 미래의 삶에 영향을 미칠수 있는 여러 요소들을 찾아내는것들이 주요한 목적이지요~ 이를 위해선 첨단과학기술이 발전을 이룩하여야 하며 이를 위해 전 인류의 숙원사업으로 진행하여야 합니다1!
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Q. 화성에 유인 우주선을 보내는 계획이 어려운 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구와 화성 사이의 거리는 약 5,500만 km에서 4억 km에 이르며, 이는 지구에서 달까지의 거리보다 훨씬 더 멉니다. 이 때문에 왕복 임무에는 상당한 시간이 필요하며, 그 기간 동안 우주비행사들이 겪게 될 여러 위험과 문제들이 발생합니다. 화성으로 가는 우주 여행은 약 6~9개월 정도가 걸리며, 왕복 시 전체 임무는 2년 이상이 될 수 있습니다. 이렇게 긴 시간 동안 우주비행사들이 우주선 내부에서 생활해야 하며, 그 과정에서 우주방사선, 무중력 상태, 심리적 스트레스 등 다양한 도전에 직면하게 됩니다. 우주에서는 태양에서 나오는 고에너지 입자들과 우주방사선에 노출됩니다. 지구는 자기장과 대기로 인해 이 방사선으로부터 보호되지만, 화성은 그러한 보호막이 거의 없습니다. 특히, 장기간의 우주여행 동안 우주비행사들이 방사선에 지속적으로 노출되는 문제를 해결하는 것은 중요한 과제입니다. 방사선으로 인한 암 등의 질병 발생 가능성이 커지기 때문에, 효과적인 방호 기술이 필요합니다. 화성 탐사 동안 우주비행사들이 지구와 화성을 왕복하거나 화성에 체류하는 동안 충분한 식량, 물, 산소를 제공해야 합니다. 현재까지의 기술로는 화성에서 자원을 채취해 생명 유지를 위한 물과 산소를 생성하는 방법이 연구되고 있지만, 아직 완전한 해결책은 아닙니다. 이러한 자원을 지구에서 모두 가져가야 할 경우, 엄청난 양의 물자와 비용이 필요합니다. 긴 시간 동안 우주비행사들이 생활하면서 발생하는 폐기물들을 처리하는 시스템도 필요합니다. 자원을 재활용하고, 음식물, 물, 산소를 효율적으로 관리하는 기술이 필수적입니다. 우주비행사들이 무중력 상태에서 장시간 생활하면 근육 손실과 골밀도 감소가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 운동 프로그램과 장비가 필요하며, 미세 중력 환경에서 장기적으로 생활할 때 발생할 수 있는 신체적 문제들을 해결해야 합니다. 장기간의 우주여행은 고립된 환경에서 이루어지기 때문에, 우주비행사들이 심리적 스트레스와 외로움을 경험할 수 있습니다. 팀 내 갈등이나 정신적 건강 문제도 화성 탐사의 주요 도전 과제 중 하나로 꼽힙니다. 화성에는 대기가 얇기 때문에 지구에서 사용되는 대기 마찰을 이용한 착륙 방법이 제한적입니다. 이를 위해 새로운 착륙 시스템이 필요하며, 착륙 중의 충격을 줄이는 방법도 연구되어야 합니다. 화성에서 탐사를 마친 후 우주비행사들이 다시 지구로 귀환하기 위해서는 화성에서 이륙할 수 있는 로켓이 필요합니다. 이 로켓은 화성에서 자체 연료를 생산하거나 지구에서 가져가야 하는데, 이를 위한 기술은 아직 완전히 개발되지 않았습니다. 화성 유인 탐사는 매우 비용이 많이 드는 프로젝트입니다. 우주선 개발, 인프라 구축, 연구 개발 등을 포함한 비용은 수천억 달러에 달할 수 있습니다. 이를 위한 정부 지원과 국제 협력, 민간 기업의 참여가 필요합니다.
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Q. 목성이 표면에 줄무늬가 보이는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.목성의 표면에서 보이는 줄무늬는 대기의 가스 흐름에 의해 형성된 대기층의 띠입니다. 이 줄무늬들은 목성의 강력한 대기 순환과 복잡한 대기 구조를 보여주며, 각각의 줄무늬는 목성의 대기에서 일어나는 강한 바람과 기체의 움직임을 반영합니다. 목성의 줄무늬는 적도와 평행한 대기 흐름인 대기 제트류가 형성하는 것입니다. 목성의 대기에서는 동서 방향으로 강한 바람이 불며, 이 바람은 다양한 속도와 방향으로 흐르면서 줄무늬를 형성합니다. 이 바람의 패턴은 목성의 빠른 자전(약 10시간)을 따라 형성된 것입니다.이 대기 흐름은 서로 다른 속도로 움직이기 때문에 마치 띠처럼 보이는 구역이 형성됩니다. 이 띠들은 서로 다른 방향으로 이동하며, 이로 인해 목성의 대기는 복잡한 패턴을 보여줍니다. 목성의 대기층은 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있지만, 다양한 화합물들이 존재하며, 이들이 서로 다른 색을 띠게 만듭니다. 목성의 대기에는 암모니아, 황, 메탄 등이 포함되어 있으며, 이 화합물들이 구름의 성분에 따라 색깔을 다르게 만듭니다.