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[박종진의 과학이야기] 지구에서 달까지

1865년 프랑스의 작가 쥘 베른은 기상천외한 소설을 발표했다. 〈지구에서 달까지〉라는 이름의 공상과학 소설이었는데 그 무대는 미국이었다.     남북전쟁 동안 대포 제조업자들은 미국을 좌지우지할 정도로 성장했다. 그러나 전쟁이 끝나고 더는 대포 만들 일이 없어지자 이번에는 눈을 돌려서 지구에서 쏜 대포알로 달에 명중시킬 계획을 세운다. 그러던 어느 날 자기가 그 대포알을 타고 가겠다는 자원자가 나타났다. 애당초 승무원이 없던 무인 계획은 사람이 대포알을 타고 가는 방향으로 전면 개편되었다.     그들은 천체물리학자들의 조언을 통해서 지구와 달 사이의 거리를 정확히 계산하고 두 천체가 가장 가까워질 때를 맞춰 대포를 발사하기로 했다. 그렇게 인류 최초로 유인 우주선이 지구를 떠나 달을 향했지만 결국 성공하지 못하는 것으로 소설은 끝난다.   소설이 나오고 한 세기가 지난 1969년 아폴로 11호가 달 착륙에 성공하고 인류는 달에 첫발을 디뎠다. 소설 속 이야기가 드디어 현실이 되었다. 신기한 일은 100년 전의 아이디어가 거의 그대로 구현되어 발사체가 거대한 대포의 원리였다거나, 우주선의 항로가 대포알의 궤적과 흡사한 것, 심지어는 발사 장소도 현재 NASA의 케네디 우주센터와 가까운 플로리다의 탬파라는 것이다.     만약 지구에서 달까지 쉬지 않고 걸어서 간다면 꼬박 11년이 걸리고, 자동차를 타고 가면 다섯 달 걸린다. 물론 우주 공간을 걷는다거나 운전을 해서 갈 수는 없으니 그저 상상의 나래를 펴본 것이다.     올해 2022년 6월 한국도 누리호를 성공적으로 발사했고, 8월에는 달 탐사궤도선인 다누리호의 발사에도 성공하여 이로써 우리나라는 세계 일곱 번째 우주 강국이 되었다. 반세기 전에 달에 착륙한 아폴로 11호는 나흘 걸려서 달에 갔고, 현재 지구에서 달까지 사흘 정도 걸린다는데 우리 다누리호는 다섯 달 후에나 달 궤도에 안착할 것이라고 한다. 참 이상한 일이다.     그 이유는 연료 절약에 있다. 다누리호는 3일에 갈 수 있는 지름길을 놔두고 그 대신 5개월에 걸쳐 돌아가는 덕택에 연료의 4분의 1을 아낄 수 있다고 한다. 그렇게 연료 절약을 하여 내년 초부터 매일 두 시간에 한 번씩 달 주위를 돌면서 수집한 정보를 토대로 2031년에 한국은 드디어 달에 착륙선을 보낼 예정이다. 반세기 전 미국이 달에 갔을 때만 하더라도 먹고 살기도 힘들었던 우리가 드디어 세계에서 일곱 번째로 달 탐사의 대열에 끼었다.   언젠가 인류는 화성으로 이주하려고 계획하고 있다. 그런데 화성까지 가는데 첨단 우주선으로도 편도당 7달이나 걸린다. 만약 화성으로 가는 중간 기지를 달에 건설하게 되면 사람이 화성에 가는 일이 상당히 쉬워진다고 한다. 또 달에는 향후 지구에서 500년간 쓸 수 있는 에너지를 생산할 핵융합 발전의 원료가 되는 헬륨-3가 있다.   작년에 중국에서 달 뒷면에 착륙선을 안착시켰다. 그러자 인도도 달 탐사에 뛰어들고, 이어서 우리나라도 그 경쟁 대열에 합류했다. 1903년 인류는 최초로 동력 비행에 성공했고 고작 반세기를 넘기며 달에 첫발을 디뎠다. 갑자기 우주가 손바닥 안에 들어온 것 같은 생각이 든다. (작가)   박종진박종진의 과학이야기 지구 현재 지구 향후 지구 첨단 우주선

2022-12-02

[박종진의 과학 이야기] 우주

1969년 인류는 드디어 달에 그 첫발을 디뎠다. 60억이나 되는 지구인들이 TV를 시청하며 환호했다. 우리는 곧 달나라 여행을 갈 것으로 생각했고, 조만간 유인 화성 탐사와 태양계 밖 성간 여행을 할 줄 알았다. 그리고 반세기가 지났지만 그런 일은 없었다. 왜 그럴까?   하룻강아지 범 무서운 줄 모른다는 말처럼 우리는 우주를 너무 과소평가했다. 지구 밖 천체에 발자국을 남기자 그저 손만 뻗으면 어디든 닿을 것처럼 우주를 대했다. 그러나 우주는 생각처럼 그렇게 만만한 상대가 아니라는 사실을 깨닫게 되었다.     우선 천문학적인 거리에 있는 천문학적 숫자의 별을 상대하려면 천문학적 재원이 필요했다. 농작물 재배는 힘들게 일 년만 투자하면 소득을 얻을 수 있다. 대학은 4년 다니면 졸업하고 취직할 수 있다. 그런데 우주 탐험은 투자의 결과가 언제 어떻게 돌아올지 몰라서 아주 부자 나라 빼놓고는 선뜻 덤벼들지 못했다. 이렇게 돈이 많이 들어가고, 첨단 과학기술이 필요하고, 투자비 회수가 오래 걸리고, 위험한 사업인 우주 탐사가 지연됐던 것은 당연한 일이었다.   오늘날 우리는 우주에 대해 참 많이 알게 되었다. 우주의 시작이 빅뱅이라는 것, 빅뱅 후 우주 급팽창이 있었다는 것, 우주는 계속 팽창하고 있다는 것, 우주에 산재한 은하 중 우리가 속한 은하수 은하와 이웃 안드로메다은하, 태양계의 구석구석, 암흑물질, 암흑에너지와 우리 우주의 미래까지 알고 있다.     그런데 문제는 우주의 규모다. 우리 생각에는 아폴로 우주선이 달에 가는 것처럼 언젠가는 화성에도 가고 북극성에도 갈 수 있을 것이라는 순진한 상상을 했던 것 같다.     참고로 지금 첨단 우주선을 타고 달까지는 3일이면 갈 수 있다. 그런데 지구에서 가장 가까운 행성인 화성까지는 편도당 7달 걸린다. 게다가 현재 태양계를 막 빠져나갔다는 보이저호는 지구를 떠난 지 벌써 45년이나 지났다. 우리 태양계를 벗어나는데 반백 년이 걸린다. 그리고 우리가 속한 별인 태양에서 가장 가까운 별까지 앞으로 약 2만 년 더 날아야 도착한다고 한다. 그런 별들이 우리 은하에 무려 4천억 개 정도가 있고, 이웃 안드로메다은하에는 약 1조 개나 되는 별이 있다. 그런 은하가 수천억 개가 모여서 비로소 우주를 이룬다고 한다.     관측할 수 있는 우주는 지름이 약 930억 광년이라고 하지만, 기껏 백 년 사는 우리에게는 무한한 거리이고 무한한 세월이다. 그런 우주는 로마자(영어) 표기로 다음과 같이 세 가지로 구분한다.   첫째, Space는 공간이란 의미도 있지만 좁은 의미의 우주를 뜻하며 일반적으로 지구 대기권 밖을 지칭하는데 쉽게 말해서 우주 비행사가 활동하는 범위, 즉 태양계 내의 공간을 말한다.   둘째, Universe는 일반적으로 물리학에서 일컫는 우주를 말하는데 우리가 보통 말하는 우주는 이 Universe다. 그러니 우주를 영어로 번역할 때 Universe라고 쓰면 된다.   셋째, Cosmos라는 단어도 있다. 철학적인 의미의 우주를 이야기할 때 사용하는 말인데 과학책에 나오는 우주가 Universe라면 철학책에 등장하는 우주는 Cosmos가 된다고 생각하면 쉽다. (작가)           박종진박종진의 과학 이야기 우주 첨단 우주선 아폴로 우주선 우주 급팽창

2022-09-23

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