4
부산메디클럽

아하! 일상 속 과학 <8> 달로 가는 길

우주선도 중력 영향 … 연료 효율적 사용 위해 타원형 궤도 비행

  • 국제신문
  • 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
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1한강공원 사망 대학생, 유족·친구들 눈물 속 발인
  2. 2재개발지 주민이 버리고 간 개들, 들짐승 무리 돼 어슬렁
  3. 3‘대장’ 비트코인 숨 고르기 속 이더리움·도지코인 고공행진
  4. 4국비 확보된 대저역 환승센터…부산시는 "이용객 적다" 사업 보류
  5. 5엑스포 경쟁국 뛰는데, 부산 유치위원장도 없다
  6. 6부산 최장 보행교 ‘금빛노을 브릿지’, 즐길거리는 망원경 2대 의자 3개뿐
  7. 7부산 강서구 아파트 매매가 상승률 4주 연속 5대 광역시 1위
  8. 8[뉴스 분석] 울산 변이 급속 확산…직장·모임발 타고 부산도 전파 우려
  9. 9근교산&그너머 <1226> 전북 남원 봉화산
  10. 10[기자수첩] 부산 자치경찰위원회 사무국장도 경찰 출신…취지 역행 우려 /박호걸
  1. 1호남으로 가는 국힘…영남당 탈피 사활
  2. 2외유출장 임혜숙·밀수입 박준영·관테크 의혹 노형욱…3인방 청문보고서 채택 난항
  3. 3정의용, 일본 외무상에 핵 오염수 우려 표명
  4. 4문 대통령 “아이들 마스크 벗고 뛸 날 앞당길 것”
  5. 5싱겁게 끝난 부산시의회의 박형준호 첫 시정질문
  6. 6국힘 차기 부산시당 사령탑 김도읍이냐 장제원이냐
  7. 7야당 원내부대표 3인 PK 초선 존재감 ↑
  8. 8해수부, 북항 사업비 변경 기재부와 협의 불필요 알았다
  9. 9재개발 규제 완화 추궁하자 박 시장 “공급확대 위해 필요”
  10. 10국민의힘 대표 후보 인터뷰 <3> 조해진
  1. 1‘대장’ 비트코인 숨 고르기 속 이더리움·도지코인 고공행진
  2. 2부산 강서구 아파트 매매가 상승률 4주 연속 5대 광역시 1위
  3. 3북항사업 ‘억지 제동’ 자충수에 해수부 사면초가
  4. 4울산 핵심사업 ‘동해1 부유식 해상풍력’ 예타 통과…2026년 전력생산
  5. 5[경제 포커스] ‘청산결제본부’로 부산 본사 띄우기 나선 거래소
  6. 6부산 지자체 ‘중기협동조합 육성조례’ 제정 외면
  7. 7[브리핑] 정부, 가상화폐 관련 펀드 투자
  8. 8“9년 만에 2%대 물가상승 우려” vs “1%대 안정적 흐름 전망”
  9. 99월 ‘수소모빌리티+쇼’에 국내외 기업 대거 출격
  10. 10[브리핑] ‘스마트 특성화사업’ 市 2개 선정
  1. 1한강공원 사망 대학생, 유족·친구들 눈물 속 발인
  2. 2재개발지 주민이 버리고 간 개들, 들짐승 무리 돼 어슬렁
  3. 3국비 확보된 대저역 환승센터…부산시는 "이용객 적다" 사업 보류
  4. 4엑스포 경쟁국 뛰는데, 부산 유치위원장도 없다
  5. 5부산 최장 보행교 ‘금빛노을 브릿지’, 즐길거리는 망원경 2대 의자 3개뿐
  6. 6[뉴스 분석] 울산 변이 급속 확산…직장·모임발 타고 부산도 전파 우려
  7. 7[기자수첩] 부산 자치경찰위원회 사무국장도 경찰 출신…취지 역행 우려 /박호걸
  8. 8“소상공인 제품 팔아드려요” 전국 9개大 함께 쇼핑몰 구축
  9. 9음주단속 피하려던 해경, 바다까지 뛰어드는 촌극 벌어져
  10. 10부산 코로나19 신규 확진 다시 20명대 '어린이날 효과'
  1. 1토트넘서 쫓겨난 모리뉴, 보름 만에 재취업
  2. 233세 양현종, 텍사스 최고령 선발 데뷔
  3. 3맨시티 첫 UCL 결승 진출…우승 향한 쾌속 질주
  4. 4조급한 허문회 감독, 자충수만 반복
  5. 5롯데 5연패 '수렁'…신인투수 나균안 데뷔는 합격점
  6. 6자이언츠, 5·6일 ‘롯데ON’ 행사
  7. 7부산 아이파크, 김천 상무에 이번엔 패배
  8. 8이동욱 감독, 3년 더 공룡군단 지휘
  9. 9아이파크 투톱 박정인·안병준, K리그2 9R 베스트 11
  10. 10김광현, 첫 메츠 사냥 나선다
우리은행
  • 해양컨퍼런스
  • 생명의강 낙동강 수필공모전
  • 2021부산하프마라톤
  • 바다식목일
  • 유콘서트
  • 18기 국제아카데미 모집
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스