인간은 창조 이례 지속적인
탐구활동과 개발로 인하여
눈부신 발전을 이루어 왔습니다.
그 결과, 많은 첨단 기술이 개발되었고
공상 과학으로만 여겨졌던
우주선은 현실이 되어
인공위성 등
우주발사체의 성공으로 더 많은 정보가
빠르게 전달되고 있으며,
외계의 다른 행성을 관찰하는 등
100년 전만 해도
상상할 수 없었던 많은 일일 이루어 내었고,
지금도 많은 우주과학자들이 지속적인 연구를 통하여
더 많은 우주의 비밀을 알아내기 위해
고군분투하고 있을 것입니다.
우주선은 흔히 알고 있는
비행기와 다른 움직임으로 발사됩니다.
우주선의 발사 장면을 본 적이 있다면,
이 사실을 잘 알고 계실 것입니다.
점점 가속을 올려 서서히 떠오르는 비행기와 달리
우주선은 수직의 움직임으로
곧장 지구 궤도를 향해 날아가게 됩니다.
또한, 많은 나라가 도전하지만
한 번에 성공하기 어렵기도 합니다.
우리나라만 해도
지난 우주선 발사 실패를 경험했기 때문에
우주선 발자 자체가 어렵다는 것을 잘 알고 있을 것입니다.
그렇다면, 우주선 발사원리는 어떤 방식이기에
비행기와 달리 개발의 성공률이 낮은 것인지 궁금할 것입니다.
우주선은 지구 대기원 밖의 우주 공간으로
날아다니는 승용물을 말합니다.
사람이 타고 있는
유인 우주선과 타고 있지 않은
우주 탐사기로 분류합니다.
그런 우주선 중에서도
지구 둘레를 도는 것을 인공위성이라 하고,
지구 인력의 영향을 탈출하여
태양 둘레를 도는 것을 인공 혹성이라고 합니다.
이러한 우주 발사체는
발사 로켓과 2단 로켓에 의해 주어지는
초기 속도에 의존하여
솟아오르는 원리를 가지고 있습니다.
추진력 필요
로켓들은 연료가 모두 소모되면
자동으로 우주선과 분리되어
지구로 추락하게 되고,
무게가 줄어든 우주선은 탄력을 받아
지구 주회 궤도로 진입하거나
운동량이 주어지면
우주의 목적지를 향해 진행됩니다.
우주선은 지구의 중력을 벗어나기 위한
추진력을 필요로 합니다.
그렇기 때문에
수직으로 올라가는 발사 방향은
로켓의 힘을 빌려 추진을 얻을 수밖에 없습니다.
또한, 탑재된 장비를
작동시키기 위한
자체 전력 발생원도 필요합니다.
지구에서 발사하는
대부분의 무인 우주선에는
태양전지판이 사용됩니다.
이 판은 충전지와도 연결되어 있어,
우주정거장을 비롯한
유인우주선에는 주로 연료전지가 사용되고,
때로는 태양전지와 함께 사용되기도 합니다.
그렇기 때문에,
우주선 발사원리는
중력의 반대로 날아가는 추진력을 얻기 위한
로켓의 힘을 빌려 작동하게 되고,
어느 정도 궤도에 오르면 로켓을 분리하여
움직여 우주를 향해 날아가는 것입니다.
우주선 발사는 많은 나라에서 시도하고 있어,
그 기술 등에 있어
나라마다 개발의 속도나 방향이
비슷하거나 다르기도 합니다.
동쪽으로 발사
하지만, 그중 공통점을 발견할 수 있는데
그것은 모든 나라가 우주선을 발사할 때
동쪽으로 발사한다는 사실입니다.
그 이유는 지구의 자전 방향이 동쪽이기 때문에,
발사 중 떨어지는
로켓의 추락 위치 계산 등을
가장 근접하게 하기 위함입니다.
또한, 지구의 자전 방향인 동쪽으로 발사시키면
지구 자전 속도에 더하여
좀 더 빠른 속도를 낼 수 있기 때문에
그만큼의 연료를 탑재하지 않아도 되어
발사 비용을 줄일 수 있는 이유이기도 합니다.
여담으로 미국의 우주탐사선 중,
장거리용인 파이어니어호와 보이저호는
전력 공급용으로 소형 원자료가 사용되기도 했습니다.
이러한 우주선의 플루토늄 원자로는
원격측정, 사진촬영, 과학기기 등을
수백 년 동안 작동시킬 수 있는
연료이기도 합니다.
하지만, 그만큼 위험부담이
필요할지도 모르는 부분입니다.
이렇게 우주선 발사원리에 대해
알아보았습니다.
아직까지 그 크기를 정확하게 파악하기도 어렵고,
다른 행성에 진짜 외계인이 있는지 등
미지의 탐구 대상인 우주는
더 이상 꿈이 아니게 되어가고 있습니다.
언젠가는 영화에서 보았든
우주를 여행하는 날이 정말 오기도 할 것입니다.
정말 그러한 과학의 발전을 위하여
우주선 발사원리에 충실한
개발을 진행하고 있지만,
언젠가는 또 다른 원리를 찾아내어
좀 더 쉽게 우주선을 발사할 수 있는
기술이 발전될지도 모를 일입니다.