안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 1986년에 일어난 챌린저호의 폭발사고의 원인은 무엇이었나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.챌린저호는 발사된 지 73초만에 공중에서 폭발했습니다. 이 사고는 전 세계에 생중계되고 있었기 때문에, 수많은 사람들이 이 충격적인 장면을 실시간으로 목격하게 되었죠~ 사고의 직접적인 원인은 고체 로켓 부스터에 사용된 O링의 결함이었습니다. O링은 로켓 부스터의 분절된 부품 사이에 있는 고무로 된 씰(밀봉 장치)로, 부스터 내부의 고온 가스를 차단하고 연소실 밖으로 누출되지 않도록 하는 역할을 하는데 발사 당일, 플로리다의 케이프 커내버럴은 매우 낮은 온도를 기록했으며 이 저온으로 인해 O-링이 제대로 작동하지 못했다고 합니다. 고무 소재인 O-링은 저온에서 경직되어 탄성을 잃고, 정상적으로 씰링 역할을 하지 못했ㅡㅇ며 O링이 제대로 밀봉하지 못하자, 고온의 연소 가스가 틈새로 누출되었고, 이 가스는 부스터 외부를 녹이기 시작한 것이지요. 결국, 누출된 가스는 외부 연료 탱크로 이어졌고, 이로 인해 연료 탱크가 폭발하면서 챌린저호가 파괴되었습니다. 사고 이후, 로널드 레이건 대통령은 로저스 위원회를 구성하여 사고의 원인을 조사했으며 O링의 결함과 저온 환경에서의 위험성을 NASA와 관련 업체가 사전에 알고 있었음에도 불구하고, 발사가 강행되었다고 결론내었으며 안전에 대한 중요성을 인식하게 된 사례라고 알려져있게 됩니다!
지구과학·천문우주
Q. 세페이드형 변광성은 무엇인지 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.세페이드형 변광성은 밝기가 주기적으로 변하는 별 중 하나로, 천문학에서 매우 중요한 역할을 하는 별입니다. 북극성(폴라리스)도 세페이드형 변광성의 일종이며 이 별들은 일정한 주기로 밝기가 변하는 특성을 가지고 있지요~ 시간이 지남에 따라 밝기가 변하는 별로서 세페이드형 변광성은 일정한 주기로 밝기가 변하는 변광성입니다. 이 주기는 몇 날에서 수십 날에 이르며, 밝기가 최대치에서 최소치로 변하고 다시 최대치로 돌아오는 과정이 반복됩니다. 세페이드형 변광성에서 가장 중요한 특징은 밝기(광도)와 주기 사이의 관계입니다. 주기가 긴 세페이드는 밝기가 더 크고, 주기가 짧은 세페이드는 밝기가 더 약하게 되며 별의 외피층(겉부분)이 주기적으로 팽창하고 수축하는 과정에서 밝기를 변하게 하는 것이지요~ 별의 외피가 팽창하면 별의 표면적이 넓어지면서 밝기가 감소합니다. 반대로, 외피가 수축하면 표면적이 줄어들어 온도가 상승하고 밝기가 증가하게 되며 이 주기적인 팽창과 수축 과정이 별의 밝기를 변화시키는 원인입니다. 헬륨의 이온화에 의한 불안정성 때문인데, 별의 온도가 특정 수준에 도달하면 헬륨이 이온화되면서 별의 외피가 팽창하고, 이온화된 헬륨이 다시 재결합하면 수축하는 과정이 반복되면서 주기적인 밝기 변화가 발생합니다. 세페이드형 변광성은 우주의 거리를 측정하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 변광 주기와 절대 밝기 사이의 관계를 이용하면, 세페이드 변광성의 주기를 측정함으로써 그 별의 절대 밝기를 알 수 있습니다. 그리고 이 절대 밝기와 실제 관측된 밝기를 비교하여 그 별까지의 거리를 계산하는 하나의 방법으로서 간주되고 있습니다!
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Q. 달무리나 해무리가 생기는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.달빛이나 햇빛이 대기 중의 얼음 결정에 들어가면, 빛이 굴절되고 이때, 빛이 얼음 결정 내부에서 꺾이는 각도는 약 22도 정도로 일정하기에 빛이 얼음 결정들을 통과한 후에 우리 눈에 도달할 때 둥근 고리 형태의 빛이 나타나게 됩니다. 빛이 얼음 결정의 표면에서 반사되기도 하며, 이러한 반사된 빛이 굴절된 빛과 함께 고리를 형성하는 데 기여하게 되는 것이지요~ 달무리나 해무리는 무지개처럼 약간의 색깔을 띠게 되는데, 이는 빛의 굴절과 반사로 인해 빛의 파장이 분리되기 때문입니다. 보통 안쪽은 약간 붉고, 바깥쪽으로 갈수록 푸르스름한 색이 나타나지요~ 그러나 달무리의 경우, 달빛이 매우 약하기 때문에 무리는 주로 흰색이나 희미한 색깔로 보입니다. 해무리는 햇빛이 강해 좀 더 뚜렷한 색깔을 볼 수 있습니다.
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Q. 화성에서 소리는 어떻게 전달이 될까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.소리는 물리적 매질을 통해 전달됩니다. 지구에서는 주로 공기가 소리의 매질로 작용하여, 공기의 분자가 진동하면서 소리가 전달됩니다. 화성의 대기는 매우 희박하고, 주로 이산화탄소(CO2)로 구성되어 있으며 대기 밀도는 지구 대기의 약 1%에 불과합니다. 이 희박한 대기에서는 분자들이 적기 때문에, 소리의 전달 속도와 강도가 지구와는 다르게 변하게 되는 것이지용! 따라서 화성의 대기에서 소리의 속도는 지구보다 느리고 지구에서는 소리가 약 343 m/s의 속도로 전달되지만, 화성에서는 약 240 m/s 정도로 전달됩니다. 이는 화성 대기의 밀도와 온도 때문에 발생하는 차이가 발생하게 되는 것이지용! 화성에서 소리는 지구보다 더 낮고, 덜 명확하게 들릴 수 있으며 희박한 대기 때문에 소리의 진폭이 감소하고, 고주파 소리가 특히 더 많이 감쇠되기 때문에, 화성에서는 저주파 소리만 잘 전달될 가능성이 큽니다.
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Q. 태양에서도 방사선이 나온다고 들었는데 우주에서는 방사선에 더 많이 노출되게 되나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구의 대기는 방사선에 대한 중요한 보호막 역할을 하며 대기는 태양에서 오는 자외선(UV)과 다른 유형의 방사선을 흡수하거나 산란시켜, 지표면에 도달하는 방사선의 양을 크게 줄여주게 되지용~ 지구의 자기장은 태양에서 방출되는 고에너지 입자, 특히 태양풍에서 오는 입자들을 막아주는 역할을 합니다. 이 자기장은 지구 주변의 방사선 벨트(밴 앨런 벨트라고 불리우는)를 형성하여 고에너지 입자들을 붙잡아두거나 지구 표면에 도달하지 못하게 합니다. 태양은 다양한 유형의 방사선을 방출하며 자외선, X선, 감마선, 그리고 고에너지 입자들(태양풍) 등이 포함됩니다. 우주에서는 이 방사선들에 더 직접적으로 노출됩니다. 태양에서 나오는 방사선 외에도, 우주에는 은하 우주선이라고 불리는 고에너지 입자들이 존재하고 이 입자들은 우주 전역에서 발생하며, 매우 높은 에너지를 가지고 있어 생명체에 해로울 수 있습니다. 국제우주정거장에서 생활하는 우주비행사는 지구보다 약 10배 많은 방사선에 노출되며 그렇기에 가급적이면 보호복을 착용하는게 낫지용!