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과학과 놀자아파트 48층 높이·100명 탑승…우주 개척 관심
사람 100명을 태울 수 있는 인류 최대의 로켓이 곧 우주로 향할 예정이다. 일론 머스크가 이끄는 민간 우주 기업 스페이스X가 만든 스타십(Starship)이다. 1·2단부를 합친 전체 길이는 120m로, 아파트 한 층을 2.5m로 가정했을 때 무려 48층에 해당하는 규모다. 추력은 7500톤이며, 최대 150톤의 화물을 지구 저궤도에 올려놓을 수 있다.스타십은 ‘슈퍼 헤비(Super Heavy)’라고 불리는 1단계 추진체와 ‘스타십 우주선’이 연결된 형태다. 슈퍼 헤비는 차세대 엔진이라 불리는 ‘랩터 엔진’을 33개 장착했다. 로켓의 엔진은 케로신(등유)을 사용하는 것이 일반적인데, 랩터 엔진은 액체 메탄을 추진제로 사용한다. 메탄은 침전물이 쌓이는 코킹 문제가 없어 로켓을 재사용하는 데 유리할 뿐 아니라 경제적이다. 언젠가 화성에 갈 경우 대기의 이산화탄소를 이용해 연료를 조달할 수 있다는 장점도 있다. 스타십은 현재 본격적으로 우주로 날아오르기 전, 가능성을 검증하는 시험 발사 단계에 있다.작년 4월 20일, 스타십의 첫 번째 시험 발사가 있었다. 이륙에는 성공했지만 1단인 슈퍼 헤비와 2단인 스타십 우주선이 분리되지 못하고 약 4분 만에 공중에서 폭발했다. 당시 발사 시 엔진 추력이 너무 강력해 지상 발사대까지 크게 파손됐다. 미국 연방항공청(FAA)은 스타십의 1차 발사를 정밀 분석한 결과를 스페이스X에 전달했는데, 시정 조치 사항이 63가지인 것으로 밝혀졌다.1차 실패 이후, 반년 정도가 흐른 작년 11월 18일. 스페이스X는 스타십을 다시 한번 발사대에 세웠다. 발사 직후 이륙 2분 41초 만에 1단부와 2단부가 성공적으로 분리됐다. 1차에서는 성공하지 못한 단분리를 해낸 것이다. 하지만 발사
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과학과 놀자기상데이터 학습…슈퍼컴 없이도 빠르고 정확
전 세계가 이상기후로 몸살을 앓고 있다. 2023년은 세계 평균기온이 사상 최고치를 기록하며 관측 이래 가장 더운 해를 기록했다. 올해도 시작부터 심상치 않다. 북반구는 북극 한파와 이례적인 겨울 폭풍·폭설 등 혹독한 추위가, 남반구는 40℃가 넘는 폭염이 이어지고 있다.구글 '그래프캐스트' 등 선보여기후변화로 예측하기 어려운 기상이변이 늘어나면서, 일기예보의 정확도가 더욱더 중요해지고 있다. 이에 최근 인공지능(AI)을 활용해 일기예보의 정확도를 높이려는 시도가 주목받고 있다.우선 기상학자들이 날씨를 어떻게 예측하는지 알아보자. 기상학자들은 ‘수치예보 모델’을 이용해 일기예보를 만든다. 수치예보 모델은 지구의 기상시스템을 대기 상태와 운동을 지배하는 역학 및 물리 방정식으로 나타낸 것이다. 먼저 전 세계 땅, 하늘, 바다에 설치된 기상관측소, 위성 및 해양 장비 등을 통해 기온, 기압, 습도, 바람 등의 기상관측 데이터를 수집한다. 그리고 이 관측 자료를 바탕으로 수치예보 모델을 이용해 미래의 날씨를 예측한다.수치예보 모델은 두 가지로 이뤄져 있다. 먼저 대기의 큰 흐름이나 운동을 정의하는 역학 방정식을 계산한다. 지구를 바둑판처럼 수평과 연직 방향의 수많은 격자로 나눠, 대기의 움직임과 날씨 변화를 예측하는 물리 방정식을 푸는 것이다. 다음은 강수, 대류현상, 난류 등과 같이 작은 규모에서의 물리적 현상을 계산하는 과정이다. 연산량이 엄청나므로 일반 컴퓨터로는 불가능해 슈퍼컴퓨터를 사용한다. 슈퍼컴퓨터의 계산 결과를 바탕으로, 기상학자들은 후처리 및 검증 과정을 거쳐 최종 일기예보를 완성한다.정확한 일기예보의 중요성은
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과학과 놀자어린 쥐의 혈장 넣은 쥐 평균수명 10개월 길어
나이를 먹는다는 것은 과학적으로 노화를 뜻한다. 노화는 신체적·정신적 기능이 줄어들고 그 끝에 죽음을 떠올리게 되므로 부정적 개념으로 받아들여진다. 그래서 많은 사람이 노화를 거스르고 젊음을 유지하기 위해 운동을 하고, 건강한 음식도 챙겨 먹는다. 그런데 최근엔 피를 이용해 노화를 막는다는 연구가 연이어 나와 많은 사람의 주목을 받고 있다. 피로 젊어질 수 있다니, 어떤 원리일까.피를 통해 젊음을 유지한다는 아이디어는 그 역사가 꽤 길다. 주인공은 바로 드라큘라. 문학작품 속 드라큘라는 피를 마시는 순간 상처가 아물고 생기가 살아난다. 젊은 사람들의 피를 마시며 영생을 누리는 꿈을 실현한 것이다. 최근엔 미국의 억만장자가 드라큘라를 그대로 재현했다. 피로 젊음을 유지하는 데 성공했다고 SNS에 발표한 것이다. 40대인 브라이언 존슨은 자신의 피를 아버지에게 주입했고, 그 결과 70대인 아버지의 신체 나이가 25년 젊어졌다고 주장한 것이다. 물론 그의 주장이 사실인지 확인되지는 않았다. 신체 나이가 젊어졌다는 사실을 증명할 수 있는 명확한 기준이 없기 때문이다.하지만 피로 나이를 젊게 만들려는 과학자들의 시도는 여기저기서 이어지고 있다. 1950년대 미국의 코넬 대학교 연구진이 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 나이 든 쥐와 젊은 쥐가 서로의 혈액을 공유하면 어떤 변화가 나타나는지 관찰하는 것이다. 이를 위해 연구진은 각 쥐의 몸에서 피가 나도록 옆구리에 상처를 내고, 해당 부위가 서로 맞닿게 한 뒤 붙여버렸다. 상처가 만난 곳에서 혈관이 자라 마치 한 몸처럼 되고, 그 혈관을 따라 피가 흐르는 것이다. 실험 결과 일부 늙은 쥐의 골밀도와 체중이 젊은 쥐
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과학과 놀자2050년 인천 해수면 4cm↑…폭풍해일 등 위험
빙하가 빠르게 녹아내리고 있다. 연구에 따르면 20년 전 연평균 5~6m씩 녹던 빙하가 현재는 25m씩 녹고 있는 것으로 나타났다. 빙하의 용융 가속화 여파에 북극 생태계와 그린란드의 원주민들이 직격탄을 맞고 있다. 북극해에 서식하는 동물의 개체 수는 줄어들어 멸종 위기에 처해 있으며, 그린란드에 살며 4000년 넘게 고수해 온 이누이트족의 생활방식은 뒤흔들리고 있다. 최근 연구에 따르면 20년 안에는 한국 해안도 빙하 용융의 피해를 볼 것으로 예측된다.북극과 남극 같은 극지방에는 얼음이 녹지 않고 거대한 덩어리로 존재한다. 이 얼음덩어리는 크게 바닷물이 언 해빙과, 민물이 언 빙하로 나뉜다. 기온이 낮은 극지방에서는 녹지 않고 쌓인 눈이 융해와 동결 과정을 반복하며 공기, 수분과 함께 눈층을 만든다. 계속해서 쌓이는 눈의 무게로 눈 결정이 압축되면서 단단한 얼음층이 형성되는데, 이것이 바로 빙하다.이때 빙하가 깨져 물에 떠다니는 얼음덩어리를 ‘빙산’이라 하고, 영토를 5만㎢ 이상 덮은 빙하를 ‘빙상(대륙빙하)’이라고 한다. 대륙빙하는 남극대륙과 북극에 위치한 그린란드에만 존재하며, 그린란드 대륙의 약 80%는 빙상으로 덮여 있다.그런데 기후변화로 단단한 빙하가 녹아내리고 있다. 동시에 북극 생태계는 처절하게 무너지고 있다. 얼음이 줄어들자 좁은 얼음 위에 바다코끼리 여러 마리가 몰리며 압사당하는 일이 발생했다. 얼음 사이의 거리가 멀어 헤엄치다 지쳐 익사한 북극곰도 있다. 심지어 기후변화로 북극해 남쪽에 서식하던 갈색곰이 영역을 확장하면서 북극곰과 먹이경쟁까지 벌이고 있다.비극은 인간에게도 찾아왔다. 가장 큰 피해자는 그린란드 거주자
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과학 기타눈은 왜 흰색일까요?
주니어 생글생글 제96호는 눈과 얼음에 숨은 과학을 커버 스토리 주제로 다뤘습니다. 눈은 왜 흰색으로 보이는지, 얼음은 왜 미끄러운지 등 눈과 얼음에 얽힌 과학 원리를 일러스트와 함께 설명했습니다. 전 지구적으로 강설량이 줄고 있다는 소식과 그런 현상이 지구 생태계에 미칠 영향에 대해서도 살펴봤습니다. 내 꿈은 기업가에서는 세계적인 전기자동차 기업으로 떠오른 비야디(BYD) 창업자 왕촨푸를 소개했습니다.
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과학과 놀자우주에 기지국 세워 사막·바다서도 통신
한국에서 위성인터넷 서비스 '스타링크'를 사용할 날이 머지않았다. 국내 통신사들이 스타링크를 운영하는 우주 기업 스페이스X와 계약을 맺고 정부의 사업 승인을 기다리고 있기 때문이다. 업체들은 승인이 떨어지는 대로 비행기와 선박에 서비스를 도입할 예정이다. 일각에서는 항공 및 해상 분야처럼 특수한 경우를 제외하면 스타링크가 한국 시장에 어울리지 않는다고 평가한다. 기존 인터넷 서비스 대비 상대적으로 비싸고 느리다는 이유에서다. 하지만 전문가들은 다가오는 6G(6세대 이동통신) 시대에는 보편화될 것으로 예상하고 있다.현재 한국에서 제공하는 인터넷 서비스는 대부분 지상 통신망을 이용한다. 곳곳에 세워진 기지국이 스마트폰 같은 단말기와 네트워크의 연결을 중개하는 방식이다. 기지국이 단말기와 전파를 송수신할 수 있는 범위를 ‘커버리지’라고 하는데, 사용자가 어디에 있어도 인터넷을 쓸 수 있도록 하려면 커버리지를 벗어난 ‘음영지역’이 생기지 않도록 기지국을 촘촘하게 세워야 한다. 이런 이유로 기지국을 구축하기 힘든 섬, 사막, 산악지대 등에서는 인터넷이 자주 끊기거나 아예 이용할 수 없는 경우가 많다.이와 달리 위성인터넷은 우주에 떠 있는 인공위성이 기지국 역할을 한다. 머리 위에서 전파를 보내므로 지형지물의 제약을 받지 않고 세계 모든 지역에 인터넷 서비스를 제공할 수 있다. 2022년 러시아의 침공으로 통신시설이 파괴된 우크라이나에서 스타링크 서비스를 이용해 통신망을 복구했고, 미국 기업 애플이 통신이 불가능한 곳에서도 긴급 전화와 문자 전송을 할 수 있도록 위성통신 기능을 탑재한 사례를 보여줬다.이런 장점에도
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과학과 놀자위고비·마운자로…인기 불구 췌장염 등 부작용도
국제학술지'사이언스'는 2023년 최고의 과학적 성과로 비만치료제를 꼽았다. 현대인을 괴롭히는 비만 치료의 획기적인 돌파구를 열었다는 평가다. 실제로 미국의 방송인 오프라 윈프리, 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO) 등 유명인들이 비만치료제를 복용해 효과를 봤다는 것이 알려지면서 큰 화제가 되었다. 새 비만치료제는 어떤 효과가 있기에 품절 사태가 일어날 정도로 선풍적인 인기를 끌고 있는 걸까.비만의 의학적 정의는 지방이 과도하게 축적돼 건강에 악영향을 주는 상태다. 몸무게를 키의 제곱으로 나눠 계산하는 체질량지수(BMI)가 25 이상이면 과체중, 30 이상이면 비만이다. 비만은 단순히 체중이 증가한 상태가 아니라, 당뇨병과 고혈압, 고지혈증, 심혈관질환 등 만성질환의 주된 위험 요인이다. 이에 세계보건기구(WHO)는 1996년부터 비만을 질병으로 정의하고 있다. 문제는 아직 많은 사람이 비만이 ‘질병’이라고 인식하지 않고, ‘치료’의 대상으로 보고 있지 않다는 것이다. 게다가 전 세계적으로 성인과 어린이 모두에서 비만 환자가 계속 증가하고 있다. ‘세계비만연맹’은 이대로라면 2035년에는 세계 인구의 절반 이상이 과체중 또는 비만이 될 것이라고 경고했다.비만은 식사와 운동, 생활 습관 교정 등의 방법으로 치료하고 있지만, 이것만으로는 충분하지 않은 경우 약물치료를 진행한다. 현재 개발된 비만치료제는 크게 세 가지가 있다. 우선 배고픔을 덜 느끼게 하거나, 포만감을 높이는 신경전달물질이나 호르몬의 작용을 높여 식욕을 억제해 음식을 적게 섭취하도록 하는 식욕억제제가 있다. 지방분해효소를 억제해 지방의 소화와 흡수를 줄여 몸 밖으로
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과학과 놀자한두 번 경험하면 뇌 손상…신경 조절기능 마비돼
마약이 연일 뉴스에 오르내린다. 유명 연예인이 상습적으로 마약을 투약했다는 소식부터 대량의 마약이 밀수입됐다거나 마약에 취한 운전자가 도로를 위험하게 달리다 검거됐다, 청소년이 마약 위험에 노출됐다는 소식까지. 마약이 연령, 지역을 가리지 않고 점점 광범위하게 퍼지고 있다.‘마약’이라는 이름으로 한데 묶여 불리고 있지만 그 종류는 다양하다. 각각 중독성, 남용 피해, 작용 시간, 투여 방법 등이 다른데, 일단 법의 처벌 수위에 따라 크게 마약, 향정신성의약품, 대마 등 세 종류로 나눌 수 있다. 먼저 ‘마약’에는 아편, 모르핀, 헤로인, 코카인 같은 천연 마약과 메사돈, 염산페티딘 같은 합성 마약이 속한다. 또 흔히 ‘향정’이라고 줄여서 부르는 향정신성의약품은 본래 환자 치료 목적으로 사용됐으나 중독성이 있어 규제하는 약물로 필로폰(메스암페타민), LSD, 메스칼린 등이 있다. 마지막으로 대마에는 대마초와 이를 압축한 해시시가 속해 있다.마약을 투여하면 중추신경계가 흥분되거나 억제된다. 그 중심에는 사랑에 빠지거나 도박, 게임을 할 때 분비되는 호르몬인 ‘도파민’이 있다. 도파민은 신경전달물질로 뉴런(뇌신경 세포)에서 분비되면 뉴런 사이의 공간인 시냅스를 지나 다른 뉴런으로 이동한다. 이때 분비된 뉴런이 적정량을 넘으면 도파민 운반체들이 시냅스에 있는 도파민을 제거해 알아서 적정량을 조절한다.한데 마약은 이 조절 기능을 마비시킨다. 한 예로 코카인은 도파민 운반체의 활동을 방해해 지나치게 많은 양의 도파민이 시냅스에 그대로 잔류하게 한다. 그 결과 시냅스의 도파민 농도가 급격히 증가하고 근처의 뉴런을 자극해 계속