생글생글

과학과 놀자

인공위성에서 내려다본 세상은 어떤 모습일까

과천과학관과 함께 하는 과학 이야기 (9)길을 걷다 보면 리어카를 끌며 폐지를 줍는 어르신들을 가끔 본다. 힘겹게 폐지를 주워 담는 모습이 안타까울 때가 많다. 얼마 전 한 방송에서 이와 관련된 뉴스를 봤다. 폐지를 줍는 노인들의 리어카에 GPS(Global Positioning System) 센서를 붙여 이 분들의 생활을 분석한 내용이었다.10명을 조사한 결과 노인들은 리어카를 끌고 하루평균 13㎞를 이동하는 것으로 나타났다. 그 대가로 버는 돈은 1만원 남짓이었다. 기술을 활용해 가난한 어르신들의 사정을 객관적으로 살펴봤다는 점에서 인상적인 뉴스였다.GPS는 인공위성 신호로 지구상에 있는 물체의 위치를 찾아내는 시스템이다. GPS에는 오차 보정을 위한 위성을 포함해 최소 네 개의 위성이 필요하다. 각 위성과 지상의 GPS 센서가 신호를 주고받으며 서로 간의 거리를 측정해 정확한 위치를 확인할 수 있다.일상에서 가장 흔한 GPS 이용 사례는 자동차 내비게이션인데, 그 외에도 여러 분야에 활용할 수 있다. 한 생태 탐사 프로그램에서도 GPS 기술을 이용한다. 생태 탐사 과정에서 GPS로 수집한 위치 정보를 인터넷에 공유해 전문가들이 연구 자료로 활용할 수 있도록 한다.한 글로벌 정보기술(IT) 기업은 회사 건물을 흰색 페인트로 칠해 태양광 반사율을 높임으로써 지구 온난화에 대응하는 기술을 연구 중인데, 여기에도 GPS를 이용한다. 건물의 위도와 고도를 GPS로 확인하고 태양광의 입사각 등을 계산해 건물의 어느 부분을 흰색으로 칠하는 것이 가장 효과적일지 분석하는 것이다.인간이 우주로 쏘아 올린 인공위성은 폐지를 줍는 노인과 생태 탐사에 나선 사람들, 뜨거운 태양빛을 우주로 반사시키는 건물을 내려다보며 인

과학과 놀자

진공상태에서 소리는 전달되지 않는데 빛은 전파되는 이유는…진공의 전자기적 성질 주기적 변화 통해 빛이 이동

사진작가 김아타의 <뉴욕-10,000>(사진 1)은 미국 뉴욕에서 찍은 사진 1만 장을 디지털로 합성한 작품이다. 사진 속에 있던 뉴욕의 생생한 모습은 모두 사라지고, 작품에는 뿌연 흔적만 남아 있다. 창작 과정을 모르고 작품을 본다면, <뉴욕-10,000>의 첫인상은 “아무것도 없다”일 것이다. 이 작품은 무한한 가능성이 합쳐지면 아무것도 없는 것으로 인식될 수 있는 진공의 현대물리학적 특성을 잘 보여준다.소리는 공기와 같은 매질을 통해 전파된다. 매질의 진동을 통해 소리가 전파되므로, 매질이 사라지면 소리도 사라진다. 그런데 빛을 포함한 전자기파는 매질이 없는 진공에서도 전파된다. 우주 진공을 지나온 밤하늘의 아름다운 별빛을 볼 수 있는 것도 이 때문이며, 화성탐사 인공위성과 통신할 수 있는 것도 이 때문이다. 아무것도 없는 공간으로 인식되어 온 진공에서 어떻게 빛은 전파될 수 있을까.진공은 입자-반입자 생성과 소멸이 가능한 무한한 창조의 공간현대물리학에서 진공은 무한한 가능성으로 채워진 요동치는 공간이다. 김아타의 <뉴욕-10,000>에서 작품에 사용된 1만 장의 사진을 인식할 수 없는 것처럼, 인간 인식의 한계로 진공의 존재를 인식하지 못할 뿐이다.진공의 현대물리학적 특성은 입자-반입자의 생성과 소멸을 관측함으로써 확인되었다. 반입자는 지상의 자연스러운 상태에서는 존재하지 않지만, 우주에서 날아오는 입자들이 공기 분자와 충돌하여 생성되거나 가속기 실험실에서 생성된다. 지구상의 물질은 대부분 양성자, 중성자, 그리고 전자로 구성되어 있는데, 이 입자들에 각각 대응하는 반입자를 반양성자, 반중성자, 그리고 양전자로 부른다. 빛은 입자인

커버스토리

2022년 달 탐사선 발사 목표…갈길 먼 한국 우주개발

미국의 민간 우주개발기업 스페이스X가 지난달 30일 유인우주선을 쏘아 올리면서 한국의 우주개발 수준에 관심이 높아지고 있다. 우주개발 후진국이었던 한국은 지난 30여 년간 빠르게 관련 기술을 발전시켰지만 아직 갈 길이 먼 것으로 평가된다. 우주개발은 크게 세 단계로 나뉜다. 첫 번째는 인공위성과 발사체(로켓) 개발, 두 번째는 이를 활용하는 단계, 세 번째는 달과 화성 등 다른 행성으로 진출하는 것이다. 한국은 두 번째 단계에 와 있다.인공위성 제작 운용은 수준급한국 우주개발은 항공우주연구소가 설립된 1980년대부터 시작했다. 우주개발의 서막을 연 것은 ‘우리별 1호’다. 해외 과학자들로부터 전수받은 기술을 토대로 제작한 첫 국산 인공위성 ‘우리별 1호’가 1992년 프랑스에서 발사됐다. 이후 무궁화 1호(1995년), 우리별 3호(1999년), 아리랑 1호(1999년) 등 위성 제작 및 발사가 연달아 이뤄졌다.한국의 위성 개발 및 운용 능력은 수준급으로 평가받는다. 우리별 프로젝트에 참여한 과학자들이 모여 세운 위성제작 전문기업 쎄트렉아이는 세계적인 경쟁력을 인정받고 있다. 지난 2월 쏜 천리안 위성 2B호는 세계 최초로 미세먼지 관측 기능을 탑재했다.위성에 비해 발사체(로켓) 기술은 상대적으로 더딘 편이다. 1단 로켓을 러시아로부터 통째로 들여온 나로호(KSLV-1)는 2009년, 2010년 두 번의 발사 실패 후 2013년 처음 성공을 맛봤다. 2018년엔 누리호(KSLV-2) 시험 발사가 이뤄졌다. 내년 2월 첫 발사가 예정된 누리호는 1~3단 로켓 모두 우리 기술로 개발한 최초의 발사체다. 75t급 액체엔진 4개를 묶은 1단, 75t급 액체엔진 1개로 이뤄진 2단, 7t급 액체엔진 1개인 3단으로 구성돼 있다. 약 2조원을