생글생글

달을 향해 달려간다

제52호 주니어 생글생글은 인류의 달 탐사 역사를 커버스토리 주제로 다뤘습니다. 인류가 처음 달에 가까이 갔던 1960~1970년대부터 우주로 나아가는 전초기지를 세우려는 앞으로의 계획까지 살펴보고 우리가 늘상 보는 달의 앞면, 앞으로 개척할 뒷면에 대해서도 이야기했습니다. 내 꿈은 기업가에선 반도체 혁명을 주도한 앤디 그로브 전 인텔 최고경영자(CEO)의 삶을 소개했습니다. 주니어 생글생글 기자단은 LG디스커버리랩에서 인공지능의 원리를 체험하고 왔습니다.

사진으로 보는 세상

다누리가 달 상공에서 촬영한 지구

한국항공우주연구원이 달 궤도선 다누리가 촬영한 지구 사진을 지난 3일 공개했다. 다누리에 탑재된 고해상도카메라(LUTI)가 달 상공 344~117㎞에서 촬영한 것으로, 바다 구름 육지가 선명한 지구와 거친 달 표면이 대조적이다.항우연 제공 

과학과 놀자

달과 화성 거주 위한 인류의 꿈 구체화되고 있지만…지구보다 중력 약해 방사선·먼지 등 해결 과제 많아

민간인이 지구 고도 80㎞ 이상 떨어진 ‘우주’를 재활용 민간 왕복선으로 여행했다거나 화성 탐사차 큐리오시티(Curiosity)와 탐사선 엑소마스(ExoMars)가 화성 지표면과 지표면 아래에서 물의 존재 가능성에 대한 증거를 보내왔다는 뉴스를 접하는 시대에 살고 있다.인류의 극소수가 우주여행을 즐기는 사이 수백t의 탄소가 배출되기도 하고, 우주자원을 특정 국가가 소유할 수 있다는 논리를 접하면 인류가 옳은 방향으로 진보하고 있는가에 대한 의구심이 들기도 한다.2027년에는 지구 중력 6분의 1의 인공중력으로 작동하는 우주정거장에 인류 최초 우주호텔 보이저 스테이션(Voyager Station)을 설치한다거나, 2024년 영화 촬영 스튜디오 모듈(SEE-1)을 국제우주정거장에 설치하겠다는 계획, 다른 행성에서 살기 위한 방법이 관련 전문 학회에서 논의되고 있다는 소식을 들으면 특정 행성에 여행 가거나 거주하겠다는 인류의 꿈이 구체화되고 있다는 게 실감된다.인류가 우주의 다른 행성을 탐험하거나 그곳에 거주하려면 몇 가지 문제점을 먼저 해결해야 한다. 인류가 새로운 행성을 문명화하기 위한 연구는 유인 우주선을 발사하던 1980년대부터 우주토목공학(SCE·Space Civil Engineering)이라고 정의되어 진행돼왔다. SCE는 인류가 우주에 문명을 펼치기 위해 필요한 것을 연구하는 학문 분야다. 토목공학이 지향하는 바와 크게 다르지 않다. SCE와 토목공학의 차이를 만드는 것은 자전주기, 공전주기, 태양과의 거리를 쉽게 떠올릴 수 있지만, 방법에서의 근본적 차이는 거주하고자 하는 달이나 화성의 중력이 지구보다 작은 데서 발생한다. 달과 화성의 중력은 지구 중력에 비해 각각 6분의 1과 3분의 1 수준이다.

커버스토리

희망 쏜 누리호

국내 기술로 제작한 첫 한국형 발사체(KSLV-Ⅱ) 누리호가 지난달 21일 오후 5시 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됐습니다. 지구 상공 700㎞ 지점까지는 성공적으로 올라갔는데 마지막 단계에서 1.5t짜리 위성 모사체를 궤도에 올려놓지 못했습니다.2010년 개발을 시작한 3단 발사체 누리호는 설계와 제작부터 시험, 인증, 발사에 이르기까지 전 과정을 국내 독자 기술로 수행했습니다. 한화에어로스페이스 현대중공업 등 300여 개 기업이 참여했죠. 1단 로켓은 추력(推力) 75t급 액체 연료 엔진 4기(300t)를 묶어(클러스터링) 한 치의 오차도 없이 작동했습니다. 75t급 액체 엔진 1기로 이뤄진 2단도 성공적으로 작동했죠. 7t급 액체 엔진 1기를 탑재한 3단은 계획된 521초보다 짧은 475초만 연소한 뒤 꺼져 위성 모사체가 궤도에 안착하는 데 필요한 속도(초속 7.5㎞)를 내지 못했습니다. 궤도에 진입하지 못한 위성 모사체는 지구로 떨어졌습니다.하지만 가장 어려운 과제인 1단 로켓이 지상 59㎞까지 날아올랐고 1·2·3단 로켓 및 위성 분리, 페어링(발사체 맨 윗부분 덮개) 분리까지 완벽하게 이뤄지면서 발사체의 비행 성능은 확보한 것으로 평가됩니다. 앞서 2013년 발사에 성공한 2단 발사체 나로호는 170t급 1단 엔진을 통째로 러시아에서 들여왔고, 우리는 2단만 개발했습니다. 나로호는 2009년과 2010년 두 차례 실패를 겪은 뒤 100㎏ 과학위성을 지상 300㎞ 궤도에 올려놓을 수 있었습니다. 나로호와 비교한다면 순수 국내 기술로 개발한 누리호는 첫 발사가 비교적 성공적이라고 봐도 되겠습니다.지금까지 1t급 위성을 자력으로 쏘아올린 나라는 러시아(1957년) 미국(1958년) 유럽(1965년) 중국(1970년) 일본(1970년) 인도(1980년)

커버스토리

사람을 대포로 쏴서 달에 보낸다는 상상이 로켓이 됐죠

쥘 베른(1828~1905)은 우주여행과 미래 과학기술을 테마로 글을 많이 쓴 소설가입니다. 그를 빼놓고 과학소설(SciFi)의 계보를 말할 수 없죠. 과학소설의 개척자였으니까요.그가 쓴 《지구에서 달까지》는 우주적 상상력과 작가적 역량이 빚어낸 기념비적 작품입니다. 소설은 사람을 대포로 쏘아서 달나라로 보내자는 사업을 둘러싸고 전개됩니다. 현재 시각에서 보면 멍청한 소리 같지만 당시엔 멋진 상상이었습니다. 지금과 다른 게 있다면 대포가 로켓으로 고급화됐다는 것뿐이죠. 지난달 21일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사된 누리호(KSLV-Ⅱ)는 ‘고급 대포’나 마찬가지죠. “쥘 베른은 우주적인 상상력을 지니고 있다. 이것은 매우 드물고 아름다운 능력이다. 그는 시인이자 놀라운 예언자이며 능력 있는 창조자였음을 어느 누가 감히 부인할 것인가?” 아나톨 르브라즈라는 사람은 그를 이렇게 극찬했습니다. 쥘 베른의 생각이 미국의 아폴로 11호의 달 착륙보다 1세기나 앞서서 나왔다니, 놀라울 따름입니다.쥘 베른은 ‘대포 인간’ 외에 다른 상상도 소설에 펼쳐보였습니다. 잠수함, 입체영상, 해상도시, 텔레비전, 먼 우주 여행, 투명인간 개념들이었죠. 그의 소설은 《반지의 제왕》 같은 판타지가 아니었습니다. 과학소설은 물리와 과학의 법칙이 성립되는 세상을 경이로움과 버무립니다. 반면 판타지는 현실과 완전히 다른 시공간을 창조하고 물리 법칙이 전혀 적용되지 않는 이야기를 다룹니다. 쥘 베른은 미래에 등장할법한 것들을 철저한 자료조사를 통해 창조하고 묘사했습니다.쥘 베른보다 한 세대 늦게 태어난 치올코프스키(Konstantin Eduardovich Tsiolkovskii: 1857~1935)라는 소련 과

과학과 놀자

레이저 프린터, 레이저 수술, 레이저 무기 등 널리 쓰이는 레이저…빛을 증폭시켜 얻은 직진성과 높은 에너지를 활용

'레이저'라는 용어를 이제는 일상생활 속에서 자주 접하게 된다. 레이저 포인터, 레이저 프린터, 레이저 마우스 등 간단 생활 도구에서 시작해 계산대에서 사용하는 바코드 스캐너, 안과·피부과 등 의료용으로 사용하는 레이저 치료 도구, 대형 공연장에서 사용하는 현란한 레이저 쇼, 사무실에서 종이류를 절단하는 레이저 커터, 철을 정교하게 자르는 공업용 레이저 절단기, 날아다니는 드론도 떨어뜨리는 레지날아다니는 드론도 떨어뜨리는 레이저 무기 등 우리 주변에서 너무나 많은 곳에서 레이저를 사용하고 있다.레이저가 무엇이기에, 어떤 특성을 가지고 있기에 이렇게 다양하게 활용되고 있을까. 레이저 원리는 빛의 유도 방출레이저 원리를 이해하기 위해선 먼저 모든 물질은 특정한 에너지 준위를 갖고 있다는 것을 알아야 한다. 물질은 어느 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 이동이 가능한데, 두 상태의 에너지 차이만큼 에너지를 외부로부터 흡수하거나 외부로 방출하게 된다. 외부로부터 에너지를 흡수하거나 방출하는 방법 중 하나가 빛이다. 빛은 파동이면서 입자로서 광자(빛 입자라는 뜻)라고 불리는데, 광자 하나는 빛의 진동수에 비례하는 에너지를 갖는다(E=hf). 외부에서 쪼여지는 빛의 에너지가 물질의 에너지 상태 차이와 같으면, 물질은 바닥 상태에서 들뜬 상태로 이동이 일어나며 빛을 흡수하게 된다(그림 1(가)). 반대로 들뜬 상태에 있는 물질은 저절로 바닥 상태로 이동하는 경향이 있는데, 이때 두 상태의 에너지 차이만큼의 빛을 방출하게 된다(그림 1(나)).아주 특별한 경우로 물질이 들뜬 상태에 있을 때 외부의 빛이 물질에 쪼여지면, 물질은 바닥 상태로 이동