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우주비행사의 헬멧 쉴드에 아주 얇은 금(Au) 막을 입히는 이유가 무엇인가요?
우주비행사의 헬멧 쉴드에 아주 얇은 금(Au) 막을 입히다고 하는데, 우주비행사의 헬멧 쉴드에 이렇게 금막을 입히는 이유가 무엇인가요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
우주비행사의 헬멧 바이저에 아주 얇은 금막을 코팅하는 가장 큰 이유는 강력한 태양 복사 에너지로부터 우주비행사를 보호하기 위해서입니다. 지구와 달리 대기가 없는 우주 공간에서는 태양의 열기가 여과 없이 전달되는데, 금은 적외선을 반사하는 성질이 매우 탁월합니다. 헬멧에 입혀진 얇은 금층은 태양의 뜨거운 열에너지를 90퍼센트 이상 밖으로 튕겨내어 헬멧 내부 온도가 급격히 상승하는 것을 막아주는 단열재 역할을 수행합니다.
또한 금막은 시력에 치명적인 영향을 줄 수 있는 강한 자외선과 우주 방사선을 효과적으로 차단하는 필터 기능을 합니다. 우주비행사는 직접적인 태양광에 노출될 때 극심한 눈부심을 겪을 수 있는데, 이 금막이 마치 고성능 선글라스처럼 가시광선의 양을 적절히 조절해 주어 시야를 안전하게 확보해 줍니다.
흥미로운 점은 이 금막의 두께가 약 0.05마이크로미터 정도로 매우 얇다는 것입니다. 너무 얇아서 빛을 일부 투과시키기 때문에 우주비행사는 외부를 선명하게 볼 수 있으며, 내부에서 밖을 볼 때는 금색이 아닌 푸른빛이 도는 색감으로 세상을 보게 됩니다. 결국 헬멧 위의 금은 단순한 장식이 아니라, 극한의 온도를 견디고 유해한 빛으로부터 생명을 지키기 위한 첨단 과학의 결과물이라고 할 수 있습니다.
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채택된 답변안녕하세요.
우주비행사의 헬멧 쉴드에 매우 얇은 금 막을 입히는 이유는, 우주 환경에서 들어오는 강한 태양 복사로부터 눈과 신체를 보호하면서도 시야는 확보해야 하기 때문입니다. 우주 공간에는 대기가 없어 태양빛이 거의 그대로 들어오는데, 이 빛에는 가시광선뿐만 아니라 강한 적외선과 자외선이 포함되어 있어 그대로 노출될 경우 심각한 열 부담과 시각 손상을 유발할 수 있습니다. 금은 금속 중에서도 자유전자가 매우 잘 이동하는 특성을 가집니다. 이 자유전자들은 입사하는 전자기파에 반응하여 진동하면서 빛을 반사하는데요 특히 금은 적외선 영역에서 반사율이 매우 높기 때문에, 태양으로부터 오는 열에 해당하는 적외선을 효과적으로 반사하여 헬멧 내부로 들어오는 열을 크게 줄여 줍니다. 이로 인해 우주비행사의 체온 상승과 장비 과열을 방지할 수 있습니다.
또한 금막은 수십에서 수백 나노미터 수준으로 매우 얇게 증착되기 때문에, 가시광선은 상당 부분 통과시킬 수 있습니다. 따라서 외부를 볼 수 있는 시야는 유지하면서도, 열에 해당하는 적외선은 차단하는 선택적인 광학 특성을 가지게 됩니다. 게다가 금은 화학적으로 매우 안정하여 산화되거나 쉽게 변질되지 않습니다. 따라서 극한의 우주 환경에서도 보호 기능을 지속적으로 유지할 수 있습니다. 감사합니다.