2
부산메디클럽

아하! 일상 속 과학 <8> 달로 가는 길

우주선도 중력 영향 … 연료 효율적 사용 위해 타원형 궤도 비행

  • 디지털콘텐츠팀 inews@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2019-07-11 20:25:12
  •  |   본지 18면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
지금으로부터 꼭 50년 전인 1969년 7월 20일 미국인 닐 암스트롱이 우주선 아폴로11호를 타고 달에 도착해 ‘고요의 바다’에 위대한 발자국을 찍었다.
   
1969년 7월 20일 아폴로11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공했다. 아폴로11호에 탑승한 우주인 에드윈 올드린이 달 표면에 미국 국기를 꽂은 뒤 옆에 서 있다. NASA 연합뉴스
올 1월에는 중국의 창어 4호가 달 뒷면에 착륙, 탐사로봇인 위투 2호가 최초로 달 뒤편 ‘폰 카르만 크레이터’에 바퀴 자국을 남겼다.

달에서의 최초가 주목받는 이유는 달까지 가기가 쉽지 않기 때문이다. 가장 큰 걸림돌은 지구의 중력이다. 뉴턴의 사과처럼 지구 중력은 모든 물체를 잡아당긴다. 이를 이겨내기 위해 우주선에 연료를 많이 싣다 보니 전체 무게도 덩달아 늘어나기 마련. 이러니 달 항로는 모든 첨단과학기술을 동원해 가장 경제적이고 효율적인 방법을 찾는 게 과제다. 지구에서 달까지 가려면 직선으로 가는 것이 거리상 가장 짧다. 하지만 아폴로11호를 비롯한 탐사선 또는 우주선들은 직선길로 가지 않는다. 지구나 달 주변을 돌기도 하고, 타원을 그리면서 움직인다. 신호등도 도로도 없는 광활한 우주에서 왜 이런 타원형 궤도를 택할까.

   
일반적으로 지상에서 쏘아 올린 우주선이나 탐사선은 먼저 지구 저궤도에 도달한다. 지구 저궤도(LEO·Low Earth Orbit)는 보통 지상에서 200㎞ 이상 높이에서 지구를 둘러싸고 있는 궤도다. 중력이 거의 작용하지 않은 이 궤도에서 우주선은 지구 주위를 선회하면서 대기하다가 발사 가능 시간대가 오면 ‘지구-달 전이궤도(그래픽)’로 옮겨가게 된다. 이 궤도는 달의 위성궤도로 이어주는 길로서 타원형을 그린다. 이는 1925년 독일의 건축공학자 발터 호만이 ‘천체의 접근 가능성’이라는 책에서 소개한 것으로 ‘호만 궤도’, 또는 ‘호만 전이궤도’라고도 부른다. 천체의 중력장 안에서 움직이는 우주선이 하나의 원 궤도에서 다른 원 궤도로 이동할 때 연료의 소모가 가장 작은 항로다. 결국 타원의 경로는 가장 효율적으로 연료를 사용하기 위한 방법이다. 아폴로 11호는 호만 전이궤도를 따라 2, 3일 항해해 110㎞의 달 위성궤도에 진입했다. 이 궤도에서 2명을 태운 착륙선이 아폴로11호 우주선과 분리돼 15km의 최저 위성궤도까지 이동한 후 달에 착륙했다. 임무완수 후 상단만 분리된 귀환선이 110㎞ 상공의 우주선과 재도킹해 달을 선회하다 다시 역순으로 궤도를 거슬러 지구로 귀환했다. 돌아오는 궤도에서는 지구의 중력에 이끌려 돌아오므로 연료가 훨씬 적게 든다.

   
‘호만 전이궤도’는 다른 행성으로 갈 때도 적용된다. 얼마 전에 밀라노 수학자들이 ‘호만 전이궤도’를 적용한 화성 항로보다 경제적이고 편의성이 높은 항로를 밝혀내기도 했다. 새로운 항로는 우주선을 탄도 궤도로 발사하는 방법으로 화성 공전궤도 근처에서 자연스럽게 화성의 중력에 끌려가도록 하는 원리다. 기존 항로보다 연료를 4분의 1 절약할 수 있다고 한다. 단 화성까지 운항하는 시간이 기존 시간보다 몇 개월 더 걸릴 것으로 예상된다.

이은정 부산과학기술협의회 교육연구팀장
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1해운대 지하주차장·지상 광장 만든다…송정~수영강 벨트 청사진
  2. 2부산 국힘 “정부, 산은 이전 백지화 조짐…田시장 대체 뭐하나”
  3. 3반얀트리 부산 개관 앞 ‘사전투어’ 줄이어
  4. 4투쟁 40일째 연대 확산에도 외면하는 능인선원
  5. 5三星…이제 다시 푸른 왕조의 시간
  6. 6부산시 내년 예산안 ‘해양수도·관광’ 올해보다 30% 증액
  7. 7국회, 국감 출석거부 지광(국제신문 대주주) 경찰 고발한다
  8. 8제28회 부산국제마라톤대회
  9. 9동서대 주도 亞연합대학 부산서 출범…15개국 163곳 참여
  10. 10[사설] 내우외환 증시, 정부 안정화 대책 서둘러라
  1. 1부산 국힘 “정부, 산은 이전 백지화 조짐…田시장 대체 뭐하나”
  2. 2국회, 국감 출석거부 지광(국제신문 대주주) 경찰 고발한다
  3. 3野 “라 스칼라 애초부터 철회할 결심” 市 “재정 부담에 중단”
  4. 4“동남권투자공사 왜 반영 없나” 예결위서 내년도 예산안 질타
  5. 5조작기소 특검 이어 조희대 국조…칼바람 부는 연말 정국
  6. 6李 대통령 공소취소 가능성 질문에 법무 후보 “특검, 진상 규명만 집중”(종합)
  7. 7“현금 쌓아놓고 34억 체납 지광(국제신문 대주주), 국세청 나서라”(종합)
  8. 8與 부산 지역위원장 출신, 공공기관 임원 잇따라 꿰차
  9. 9가덕도신공항 9일 부지조성공사 실시설계 착수
  10. 10李 ‘친노 중용’ 승부수…여권 통합·PK 공략 두 토끼 잡기
  1. 1반얀트리 부산 개관 앞 ‘사전투어’ 줄이어
  2. 2국내 항공부품, 세계 진출 시동…韓·獨 기술 ‘동맹’
  3. 3나노필터로 유니콘의 꿈…뉴라이즌, 부산 첫 ‘혁신아이콘’
  4. 4AI發 증시 불안 커지는데…전문가 신중한 반등 전망
  5. 5내년 어촌뉴딜…기장 학리·이천, 해운대 미포·송정 선정
  6. 6부산, 해양정보 디지털화 국제거점 육성
  7. 7부산서 항만 지킬 방호기술 해법 찾는다
  8. 8주가지수- 2026년 11월 9일
  9. 9베트남 ‘해양플랜트 서비스’ 시장…韓 중소·중견기업 진출 본격 지원
  10. 10밤바다에 핀 불꽃 8만 송이…120만 명 홀렸다(종합)
  1. 1해운대 지하주차장·지상 광장 만든다…송정~수영강 벨트 청사진
  2. 2투쟁 40일째 연대 확산에도 외면하는 능인선원
  3. 3부산시 내년 예산안 ‘해양수도·관광’ 올해보다 30% 증액
  4. 4동서대 주도 亞연합대학 부산서 출범…15개국 163곳 참여
  5. 58개월 끈 김척수 선거법 위반 혐의, 불송치 가닥
  6. 6관광·해양만 6673억…첫째 아이 낳으면 1000만 원 지원
  7. 7진료비 멋대로 감면·착복…병원 前 행정실장 징역 1년6개월
  8. 8오늘의 날씨- 2026년 11월 10일
  9. 9서면에 청년 창업거점 들어선다
  10. 10‘라방(라이브방송)’ 파고든 짝퉁 명품 판매…창고 옮겨다니며 단속 피해
  1. 1三星…이제 다시 푸른 왕조의 시간
  2. 2허웅 깨어나자 3연승…KCC 반등 신호탄
  3. 3LIV 떠난 람…DP월드투어 우승
  4. 4가을이 물든 필드…아마골퍼 300여 명 ‘열정·화합의 샷’
  5. 5남자부 A조 어정우 씨 “뜻밖의 우승…양산과의 인연 감격”
  6. 6“국제신문 골프대회, 아마추어 골프 발전의 든든한 버팀목 되길”
  7. 7여자부 우승자 황은경 씨 “매번 새로워…건강하게 오래 즐기고파”
  8. 8남자부 B조 홍정삼 씨 “퍼트 감각 빛나…목표는 A부 우승”
  9. 9삼성, 12년 만에 한국시리즈 정상 탈환…통산 9번째 우승
  10. 10‘승률 98.6%’ 배드민턴 안세영,사상 첫 2시즌 연속 11승
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내