우주 탐사선은 왜 이온엔진을 쓰나요?

Question

조금전에 유튜브를 보다가 우주 탐사선은 이온엔진을 쓴다는 얘기를 들었습니다. 이온엔진은 한 번에 밀어내는 힘이 작다고 하는데 먼 소행성까지 가는 탐사선에 쓰이는 게 신기합니다. 지구에서 뜰 때 쓰는 로켓보다 약하면 이동도 느릴 것 같은데요. 어떻게 해서 이온엔진이 사용되는지 궁금하네요.

Answer 1

이온엔진은 추력은 약하지만 연료를 매우 효율적으로 사용하기 때문에 오랫동안 가속할 수 있다는 장점이 있습니다.

지구에서 발사할 때는 강력한 로켓이 필요하지만, 우주 공간에 도착한 뒤에는 이온엔진으로 조금씩 속도를 높일 수 있습니다. 연료를 적게 쓰면서도 긴 시간 추진할 수 있어 먼 소행성이나 행성을 탐사하는 데 유리합니다.

다만 추력이 약해 중력에 맞서 빠르게 이륙하거나 짧은 시간에 큰 가속을 해야 하는 상황에는 적합한 방식은 아닙니다.

Answer 2

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

우주 탐사선에 이온엔진이 사용되는 이유는 이온엔진이 가진 특징과 탐사선의 여행 조건 때문입니다.

이온엔진은 한번에 내는 추진력이 매우 작아서 지구 이륙용 로켓처럼 강한 힘이 필요할 때는 적합하지 않습니다. 하지만 아주 오랜 시간 동안 조금씩 일정한 힘을 계속 내기 때문에, 긴 여행 동안 속도를 천천히 꾸준히 높일 수 있습니다. 이점이 먼 소행성이나 행성 같은 먼 우주 목표로 갈 때 큰 장점이 됩니다.

즉, 지구 출발 순간은 강력한 화학 로켓이 필요하지만, 우주 공간에서는 연료 효율이 매우 중요한데요. 이온엔진은 연료를 아주 적게 쓰면서도 지속적으로 가속할 수 있어 연료 무게를 줄이고 긴 거리 여행을 가능하게 합니다.

또한, 우주에서는 마찰이 거의 없기 때문에 매우 약한 추진력도 시간이 지남에 따라 우주선을 빠른 속도로 만들수있습니다. 그래서 무겁고 큰 연료를 싣지 않고도 먼 우주까지 갈 수 있는 것입니다.

요약하면 이온엔진은 작은 힘을 오랜 시간 꾸준히 내서 연료를 아끼며 먼 우주를 탐사하는데 매우 효율적인 추진 방식이라 사용되는 것입니다.