로켓은 공기가 없는 우주공간을 어떻게 날아가나요?

오늘은 우주 과학과 천체 관측 질문 모음을 알아보겠습니다. 우주탐사선 및 공기가 없는 우주공간을 로켓은 어떻게 날아가는지, 무중력상태에서도 사람은 살 수 있는지를 알아보고자 합니다.

 

 

 

 

 

목차

• 우주탐사선의 관찰
• 공기가 없는 우주공간을 로켓이 날아가는 방법
• 무중력 상태에서도 사람이 살 수 있나요

 

 

우주탐사선의 관찰

 

우주 탐사선은 태양계 안팎의 다양한 천체를 탐사하고 관찰하기 위해 우주로 보내진 무인 우주선입니다. 우주 탐사선이 수행하는 특정 관찰은 임무 목표와 연구 대상에 따라 다릅니다. 우주 탐사선이 수행하는 몇 가지 일반적인 관찰은 다음과 같습니다.


행성 표면 : 탐사선은 행성, 위성 및 소행성의 표면을 관찰하고 연구하여 지질학적 특징, 구성 및 지형을 분석할 수 있습니다.

대기 : 행성과 달의 구성, 밀도, 날씨 패턴을 포함하여 대기를 연구할 수 있습니다.

자기장 : 프로브는 행성 및 기타 천체 주변의 자기장을 측정하여 내부 구조 및 태양풍과의 상호 작용에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

방사선 : 우주 탐사선은 종종 우주선 및 기타 유형의 방사선을 측정하여 우주의 방사선 환경과 우주선 및 미래의 유인 임무에 미치는 잠재적 영향을 이해합니다.

행성 고리 : 탐사선은 토성과 같은 거대 가스 주변의 고리 시스템을 조사하여 그 구조와 역학을 연구할 수 있습니다.

우주 기상 : 일부 탐사선은 태양풍, 태양 플레어, 코로나 물질 방출 등 태양 활동과 우주 환경에 미치는 영향을 관찰합니다.
달과 위성 : 탐사선은 행성의 자연 위성을 탐색하고 연구하여 구성, 궤도 및 모체와의 상호 작용을 이해할 수 있습니다.

혜성과 소행성: 우주 탐사선은 혜성과 소행성을 연구하기 위해 보내져 이들의 구성, 구조 및 태양계의 초기 역사에 대한 통찰력을 제공합니다.

성간 공간 : 일부 탐사선은 우주 광선, 자기장 및 성간 공간의 기타 현상을 측정하여 태양계 너머로 모험을 떠납니다.
외계 행성 : 특수 우주 탐사선 또는 우주 망원경을 사용하여 외계 행성(태양계 외부의 행성)을 연구하고 대기, 구성 및 거주 가능성을 감지할 수 있습니다.

우주 물체 : 탐사선은 먼 별, 은하 및 기타 우주 물체를 관찰하여 속성, 진화 및 상호 작용을 연구할 수 있습니다.

우주 탐사선에 의해 수집된 데이터는 지구로 다시 전송되며, 과학자들은 우주, 태양계, 천체를 지배하는 기본 프로세스에 대한 더 깊은 이해를 얻기 위해 데이터를 분석합니다.

 

 

공기가 없는 우주공간을 로켓이 날아가는 방법

 

실험으로 고무풍선에 바람을 잔뜩 불어넣고 그 입을 놓으면 입 쪽으로 바람이 거세게 나감에 따라 풍선은 앞으로 나가게 됩니다. 배를 타고 노를 저으면 배는 노가 물을 미는 방향과 반대방향으로 움직입니다. 이런 현상을 우리는 작용과 반작용의 법칙이라고 합니다.

 

로켓은 뉴턴의 운동 제3법칙에 설명된 작용과 반작용의 원리에 의존하기 때문에 공기 없이 우주를 날 수 있습니다. 이 법칙은 모든 행동에 대해 동등하고 반대되는 반작용이 있다고 명시합니다.

로켓 추진의 기본 아이디어는 로켓 후면에서 고속 배기가스를 배출하는 것입니다. 로켓 엔진은 이러한 가스를 한 방향으로 배출하여 힘을 생성하고, 뉴턴의 제3법칙에 따라 동등하고 반대인 힘이 로켓을 앞으로 밀어냅니다.

로켓 엔진에서 연료와 산화제(종종 추진제로 결합됨)는 연소실에서 점화됩니다. 결과적인 화학반응은 고압에서 많은 양의 뜨거운 가스를 생성합니다. 이 가스는 매우 빠른 속도로 로켓 뒤쪽에 있는 노즐을 통해 배출됩니다.

이러한 가스의 방출은 로켓을 앞으로 추진하는 추력을 생성합니다. 가스는 한 방향으로 고속으로 방출되기 때문에 동일하고 반대 방향의 힘이 로켓을 반대 방향으로 밀어냅니다. 이 작용-반작용 쌍은 대기가 없는 경우에도 로켓이 앞으로 나아갈 수 있도록 합니다.

날개와 조종면과 같은 조종면과 양력을 위해 공기에 의존하는 비행기와 달리 로켓은 자체 산화제를 운반하며 연소에 필요한 산소를 제공하기 위해 공기가 필요하지 않습니다. 이 독립된 특성으로 인해 로켓은 우주의 진공 상태에서 작동할 수 있습니다.

로켓은 추가 추진력을 제공하기 위해 주변 공기에 의존할 수 없기 때문에 대기에서만큼 효과적으로 진공 상태에서 추진력을 생성할 수 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그러나 자체 추진제를 운반하고 이를 사용하여 위에서 설명한 방식으로 가스를 배출함으로써 여전히 추력을 생성할 수 있습니다.

 

무중력 상태에서도 사람이 살 수 있나요?

 

장기간 무중력 상태에서 생활하면 인체에 다양한 생리적 변화와 문제가 발생할 수 있습니다. 사람이 무중력 상태에 적응하는 것은 가능하지만 불편함에서 완전히 자유로울 수는 없습니다. 고려해야 할 몇 가지 측면은 다음과 같습니다.

뼈와 근육 손실 : 중력이 없으면 골격계와 근육에 스트레스와 작업량이 줄어듭니다. 시간이 지남에 따라 이것은 뼈 탈회 및 근육 위축으로 이어질 수 있습니다. 우주비행사는 종종 골밀도와 근육량이 감소하여 불편함과 골절에 대한 취약성을 증가시킬 수 있습니다.

체액 재분배 : 중력이 없으면 체내 체액이 상체로 이동하는 경향이 있어 "통통한 얼굴" 모양과 충혈을 유발합니다. 이 유체 이동은 또한 혈액 순환의 변화로 이어져 심혈관 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.

공간 방향 및 멀미 : 중력이 없기 때문에 신체의 전정계(균형 및 공간 방향을 담당)가 적응하기 어렵습니다. 많은 우주비행사들은 무중력에 적응하는 초기 단계에서 멀미, 방향감각 상실, 위아래 감각 장애를 경험합니다.

수면 및 일주기 리듬 : 낮-밤 주기의 부재와 일관된 중력 기준의 부족은 수면 패턴과 일주기 리듬을 방해하여 수면 장애와 피로를 유발할 수 있습니다.

시력 변화 : 일부 우주비행사들은 근시 손상 및 눈의 구조적 변화와 같은 시력 변화를 보고했습니다. 이러한 변화는 완전히 이해되지 않았지만 체액 이동 및 두 개 내압 증가와 관련이 있는 것으로 여겨집니다.

심리적 및 사회적 요인 : 격리, 감금 및 우주의 독특한 환경은 향수병, 기분 변화 및 스트레스를 포함하여 우주비행사에게 심리적 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요인은 전반적인 불편함과 웰빙에 영향을 줄 수 있습니다.

이러한 어려움에도 불구하고 우주 비행사는 무중력의 영향을 완화하기 위해 광범위한 훈련 및 적응 프로토콜을 거칩니다.

 

그들은 운동 프로그램에 참여하고 특수 장비를 사용하며 부정적인 영향에 대응하기 위해 엄격한 영양 계획을 따릅니다.

 

또한 기술 및 연구의 발전으로 우주에서 인체에 대한 이해를 지속적으로 개선하여 확장된 우주 임무 동안 우주 비행사의 편안함과 웰빙을 향상하는 것을 목표로 합니다.