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. 1경남 9곳, 1인당 월 15만 원 농어촌 기본소득 쟁탈전
  2. 2창원문화복합타운 매각 불발
  3. 3[사설] 가덕도신공항 착공 늦춘 정부, 공사비 증액 확약하라
  4. 4‘김해공항 최장노선’ 두바이 직항 내년 열린다
  5. 5‘국민아버지’ 배우 최불암 떠나보내며
  6. 6영도 포차거리 해상추락 잇따르자 뒷북 안전조치
  7. 7“지방주도 성장 33조 투자…공공기관 이전 내년 착수”
  8. 8정파·지역도 초월…‘국제신문 회생’ 국회 팔 걷었다
  9. 9[시민기자] 랜드마크 ‘범선형 관광시설’ 북항에 만들자
  10. 10‘창업도시 600억’ 품어라…부산, 해양·금융 앞세워 총력
  1. 1“지방주도 성장 33조 투자…공공기관 이전 내년 착수”
  2. 2정파·지역도 초월…‘국제신문 회생’ 국회 팔 걷었다
  3. 3국힘 “가덕 건설 의지 없는 정부…공사비 증액 확약해야”
  4. 4정치권 “능인선원 경영능력 불합격…국제신문 회생 동의를”
  5. 5이해충돌 빗장 풀려는 시의회…“사익추구” vs “전문성 강화”
  6. 6민주, 5일 조희대 국조요구서 보고…국힘 “탄핵 역풍 맞을까 질질 끌어”
  7. 7국힘 새 당무감사위원장 양준모 교수
  8. 8[속보] 北김여정, 바이낸스 사태에 "美 정치적 도발…예의주시"
  9. 9북한 해커들, 바이낸스서 탈취한 자금 '2차 세탁' 중
  10. 10[와이라노] “한국은 단검” 美 안보청구서 점점 커진다
  1. 1‘창업도시 600억’ 품어라…부산, 해양·금융 앞세워 총력
  2. 2주식 팔면 다음날 돈 받는다…증권시장 결제주기 하루 단축
  3. 3호반, 한진칼 최대주주 기업결합 신고
  4. 4K-팝 열풍 타고 부산관광 키운다…한류산업 진흥 조례 추진
  5. 5“9증9포 독보적 특허 ‘명품 홍삼’…글로벌 1위 도전”
  6. 6“올해 북극항로 이용 150척…역대 최다 전망”
  7. 7[한 손 뉴스] 부산·통영 ‘환경교육도시’로…특화 환경교육 행·재정 지원(종합)
  8. 811월 제철 삼치·가리비 맛보세요
  9. 9올 ‘산소부족 물덩어리’ 완전히 사라졌다
  10. 10팬스타엔터프라이즈, 해운·조선해양 중심 사업구조 재편
  1. 1경남 9곳, 1인당 월 15만 원 농어촌 기본소득 쟁탈전
  2. 2창원문화복합타운 매각 불발
  3. 3‘김해공항 최장노선’ 두바이 직항 내년 열린다
  4. 4영도 포차거리 해상추락 잇따르자 뒷북 안전조치
  5. 5모집 공고만 15차례…부산 보건소도 ‘의느님’ 모시기 진땀
  6. 6오늘의 날씨- 2026년 11월 3일
  7. 7국제사우회 “지광 손 뗄 때까지 함께 싸울 것”
  8. 8김해, 동아시아 람사르지역센터 유치
  9. 9인니 선원 모텔 감금 혐의 경호원들 송치(종합)
  10. 10봉사·일·문화 등 다양한 분야 경험·재능 나눠
  1. 1박항서 향해 “김치맨”…태국 관중들 인종차별
  2. 2김지율, 고교 최동원상 수상…부산고 하현승 아쉽게 고배
  3. 3BNK 개막전 첫 승…두터워진 선수층 빛났다
  4. 4체력 비축한 마법사, 타선 폭발한 사자…누가 웃을까
  5. 5단거리 최강馬 위너클리어 짜릿한 역전승…국제신문배 우승
  6. 6“실책·기복 없어야 강팀…거인 맞춤 훈련 강화할 것”
  7. 7“좋은 젊은 피 많아…잠재력 극대화”
  8. 8삼성, KIA 6-1 꺾고 2년 만에 한국시리즈 진출
  9. 9BNK, 여자농구 개막전 ‘디펜딩챔프’ KB 완파
  10. 10‘친정 팀 복귀’ 이동욱 감독, “기본기 다져 승리하는 팀으로 만들겠다”
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내