SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
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사람들은 대부분 천체와 천체 사이의 우주 공간이 텅 비어있다고 생각하기 쉽지만 사실은 그렇지 않다. 실제 우주공간에는 각 천체의 중력들이 서로 작용하면서 복잡한 힘의 흐름이 존재한다. 따라서 우주선들이 우주를 비행할 때 각 천체의 중력이 비행에 도움을 주기도 하고, 방해가 되기도 한다.
과거의 우주 탐사에서는 태양이나 행성들의 중력을 이용하여 우주선의 가속을 얻었다. 이러한 비행 방법을 ‘플라이바이(Flyby, 근접비행)’라고 하는데 우주를 여행할 때 우주선이 낼 수 있는 속도보다 더 빠른 속도를 얻기 위해 여행하는 도중 특정 행성에 접근하여 그 행성의 중력의 힘을 이용하는 방법이다.
다시 설명하자면 직선으로 비행하던 우주선이 특정 행성의 중력권 안에 들어가면 중력의 영향을 받아 원래 비행하던 속도보다 더 빠른 속도로 행성에 접근하게 된다. 이때 행성은 태양을 중심으로 원 궤도를 돌기 때문에 접근하는 우주선 옆으로 서서히 비켜나간다. (행성은 계속 공전하기 때문에) 그렇게 되면 우주선에 작용하는 행성의 중력은 점점 약해진다.
또한 이때 우주선은 원래의 속도에 행성의 중력을 통해 얻은 속도가 더해져 행성의 중력권을 벗어나 더 빠른 속도로 여행할 수 있게 된다. 그러나 만약 이때 우주선이 행성에 너무 접근하게 되면 행성의 중력에 끌려 들어가 행성과 충돌하고 만다. 이 때문에 ‘플라이바이 방식’은 행성과의 거리와 행성의 궤도를 충분히 고려하여 정확하게 시행해야 한다.
미국의 우주 탐사선인 ‘파이오니아’나 ‘보이저’ 같은 우주선들이 목성을 탐사하고 난 뒤 태양계 외곽으로 날아간 것은 지구에서 출발해 목성을 지나면서 목성의 중력을 이용해 가속 에너지를 얻어 비행 속도를 높일 수 있었기 때문이다.
컴퓨터가 발달하고, 천체의 궤도에 대한 정밀한 분석이 이루어지면서 과학자들은 각 천체의 중력관계를 이용하여 최소한의 에너지로 우주선을 멀리 보낼 수 있는 방법을 연구하였다. 그 결과를 모아 2002년 여름 ‘미국항공우주국(NASA)’은 우주선의 비행에 드는 연료를 크게 줄일 수 있는 우주고속도로가 존재하며, 앞으로 이 통로를 이용하여 우주여행을 하게 될 것이라고 발표하였다.
나사는, 태양계 공간 속에는 중력들의 상호 관계로 어느 천체의 힘도 느낄 수 없는 무중력 길이 존재하며 이 길들은 로프를 만드는 실처럼 서로 꼬여져서 여러 가지 가능성 있는 통로를 만들어낸다. 무중력 터널과도 같은 이 통로를 이용하면 우주선들은 큰 힘을 들이지 않고도 먼 거리를 비행할 수 있다. 이처럼 행성 사이의 여행에서 가장 에너지가 적게 드는 통로가 바로 ‘행성 간 슈퍼고속도로(Interplanetary Superhighway)’로 불리는 우주고속도로이다.
우주고속도로에는 땅의 고속도로 휴게소와 같은 우주 기지나 우주 휴게소를 만들 수도 있다. 어느 방향으로도 중력이 작용하지 않기 때문에 이곳에 만든 우주 기지는 항상 그 위치를 지키며 우주선들의 보급 기지 역할을 할 수 있다. 먼 훗날 우주선은 이 기지에서 에너지를 보급 받아 더 먼 우주로 여행을 계속할 수도 있을 것이다.
우주고속도로를 연구하는 과학자는 우주를 날아다니는 혜성이나 소행성들이 이 우주 고속도로를 이용하고 있다고 한다. 지난 1994년 목성과 충돌했던 ‘슈메이커-레비’ 혜성처럼 행성에 충돌하게 되는 천체들은 우주고속도로를 통해 이동하다 행성에 너무 근접하여 우주고속도로에서 이탈한 것이라고 보면 된다. 즉, 우주 고속도로에서 벗어나 특정 천체에 가까이 가면 그 천체의 중력에 끌려 가속도 대신 고속도로를 벗어나 그 천체로 들어가게 되는 것이다.
앞으로 기술이 지금보다 더 발전해 성능이 뛰어난 우주선들을 개발하면 땅위의 고속도로를 달리는 자동차들처럼 많은 우주선들이 우주고속도로를 누비며 태양계의 각 천체를 여행하게 될 것이다. (이태형-과학칼럼리스트)
▣ 출처 : Kisti 과학향기 (http://scent.kisti.re.kr/)
http://www.epochtimes.co.kr/news/article.html?no=1648
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이것의 제목을 보고든생각은 1.은하수를 여행하는 (이하생략)에서 나온 우주고속도로?지구 철거인가?2.영구적 워프게이트?3. 고속도로가아니라 신항로 개척이군.(우주판 대항해시대를 강요받는건가!)
기사를 이상하게 써놨군요. 슬링샷과 혜성이 왜 나오는지도 애매하고...highway를 고속도로로 해석해야만 한다는 법은 없으며, 실제로는 정반대의 개념입니다.
중력을 이용해서 에너지를 아끼는 건 맞지만, 당연히 에너지를 절약하는 만큼 속도가 엄청나게 느립니다. 아폴로가 지구에서 달까지 날아가는 데 3일 걸렸지만 저 방식을 사용하면 2개월 걸립니다. 더 먼 곳이라면 몇 년은 우습고요, 때문에 미래라고 해도 수많은 우주선이 사용할 만한 물건은 아니죠.
전 아무래도 플라이 바이 항법이 이해가 안되더군요. 행성에 접근해 속력을 높인다는 것은 그 행성에 가까와진다는 뜻인데, 그 행성에서 다시 멀어질 때는 다시 속도가 줄거나 연료를 쓰거나 해야 할 것 같아서 말이죠...
확실히 네드리님 말마따나 별로 좋은 기사는 아니네요. 꽤나 잘 알려진 스윙바이라는 말을 놔두고 슬링샷과 함께 검색하지 않으면 결과조차 제대로 찾을 수 없는 플라이바이(기사에 언급한대로 근접비행이라는 말로 쓰이긴 합니다만, 구글에서 검색해볼경우 스윙바이 같은 경우보다는 편대비행쪽이 압도적으로 많습니다.)라는 용어선택에서부터 highway의 해석, 혜성이건 뭐건 갖다붙이고 보자 식 설명 등···.
무엇보다도 첨부된 홈페이지는 없는 홈페이지고, 대기원시보라는 인터넷 신문의
첫페이지에 나오는 과학 기사 제목이 "이집트인은 전구를 사용했을까"나, 달착륙 조작, 초과학 따위를 기사랍시고 올리고 있는
꼴이나, 안그래도 없어보이는 기사를 더 안좋게 만드는군요.
우주고속도로라는게 뭔지 기자 스스로도 이해를 못하면서 쓴게 아닌가 싶어 출처를 뒤져봤는데, 아마 이게 원래 기사 출처인 모양입니다.
한겨례, 2005년 2월 1일.
http://legacy.www.hani.co.kr/section-010100020/2005/02/010100020200502011542001.html
그리고 위 기사의 출처는 아마도 이건거 같고요.
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2002/02-128.txt
무려 2002년 기사네요.
슈메이커레비 9호가 언급된 기사는 이게 최초인듯 하네요.
내용은 위와 같이 걍 수많은 천체들의 중력장끼리 부대끼다보니 중간에 중력평형이 이뤄진 공간들이 있어서 여길 이용하면 이동하기 쉽다 정도군요.
나사는, 태양계 공간 속에는 중력들의 상호 관계로 어느 천체의 힘도 느낄 수 없는 무중력 길이 존재하며 이 길들은 로프를 만드는 실처럼 서로 꼬여져서 여러 가지 가능성 있는 통로를 만들어낸다. 무중력 터널과도 같은 이 통로를 이용하면 우주선들은 큰 힘을 들이지 않고도 먼 거리를 비행할 수 있다. 이처럼 행성 사이의 여행에서 가장 에너지가 적게 드는 통로가 바로 ‘행성 간 슈퍼고속도로(Interplanetary Superhighway)’로 불리는 우주고속도로이다.
이게 여러 천체의 개입으로 계속 무중력같은 상태에 머무른다는 건가요? 아니면 진짜로 천체의 힘이 닿지 않는 무중력 공간이 있다는 말인가요?