안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
많이들 오해하시는 부분인데, 로켓은 공기를 밀어내서 나아가는 게 아니에요. 오히려 공기가 없는 우주에서 더 잘 나아가요. 짚으신 대로 작용 반작용 법칙이 핵심인데, 여기서부터 풀어볼게요.
먼저 작용 반작용이 뭔지 짚을게요. 무언가를 한쪽으로 밀면 그 반대쪽으로 똑같은 힘을 되받는다는 법칙이에요. 스케이트를 타고 벽을 밀면 내가 뒤로 밀려나잖아요. 내가 벽을 민 만큼 벽도 나를 밀어낸 거예요. 로켓도 똑같아요. 연료를 태워 만든 뜨거운 가스를 엄청난 힘으로 뒤로 뿜어내면, 그 가스가 로켓을 앞으로 밀어주는 거예요. 로켓이 가스를 밀어낸 만큼 가스도 로켓을 반대 방향으로 밀어주는 거죠.
여기서 중요한 건 로켓이 밀어내는 대상이 바깥의 공기가 아니라 자기가 뿜어낸 가스라는 거예요. 로켓은 연료와 그 연료를 태울 산소를 몸속에 다 싣고 다녀요. 그래서 바깥에 공기가 있든 없든 상관없이 스스로 가스를 만들어 뒤로 내뿜을 수 있어요. 밀어낼 게 없는 게 아니라, 밀어낼 걸 직접 만들어서 뿜는 거예요. 풍선을 불었다가 놓으면 바람이 뒤로 빠지면서 풍선이 앞으로 날아가는 것과 똑같은 원리예요. 풍선도 공기를 밀어내는 게 아니라 자기 안의 공기를 뿜어내며 나아가잖아요.
오히려 우주에서 더 유리하다는 게 재미있는 부분이에요. 지구에서는 로켓이 앞으로 나아갈 때 공기가 앞을 가로막아 저항이 생겨요. 그런데 우주는 진공이라 이 저항이 없어요. 뿜어낸 가스의 힘이 고스란히 로켓을 미는 데 쓰이니까 오히려 더 효율적으로 나아가는 거예요. 밀어낼 공기가 없어서 못 가는 게 아니라, 방해할 공기가 없어서 더 잘 가는 셈이랍니다.
그러니까 로켓이 우주를 나아가는 건 뒤로 뿜은 가스가 로켓을 앞으로 밀어주기 때문이에요. 밖에 있는 공기가 아니라 자기가 만든 가스를 밀어내는 거라, 진공에서도 문제없이 추진력이 생기는 거랍니다 :)