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달에 가는 방법과 달의 환경

지구에서 달까지 가려고하면 탐사선의 속도가 어느정도가 되야 하는지 항상 궁금했다. 지상에서 지구 중력을 벗어나려고 하면 몇키로가 필요한지 궁금했다. 지상에서 지구 중력을 벗어나기에 필요한 속력은 초속 11.2km 라고한다.

탐사선이 이 속력을 내서 달까지 빠르게 갈 수 있겠지만, 달을 스쳐 지나가거나 역추진을 위해 사용해야 하는 연료가 많이 필요하다고 한다.

달 또한 지구 중력에 붙잡혀 있는 ‘위성’이라 한다. 그 이유로 인하여 지구중력을 탈출하는 속력으로 계속 움직이면 달 궤도도 벗어나기 때문이라고한다.

그래서 지구에서 달까지 가려고 하자면 이론상으로는 지구 중력을 벗어나는 속력의 99%에 가까운 11.1km라고 한다. 이것은 단순하게 이론상의 속력이라고 하며 궤도를 옮겨가기 위한 필요한 준비 시간, 지구 주위의 밴 앨런대를 통과하는 횟수,연료의 양 등 때문에 이런한 변수가 있어 달로 가는 동안 탐사선의 속도는 달라진다고 한다.

달의 궤도는 어떤 영향을 끼치는가?

지구 저궤도→ 지구-달 전이 궤도→ 달 궤도 달로 가려고 하면 여러 단계를 거쳐야 한다고 한다.

보통 달에 가는 탐사선은 지구 저궤도, 지구-달 전이 궤도, 달 궤도의 과정을 거쳐 여행을 한다고 한다. 어떻게 여행을 하는것인가?

궤도선이나 착륙선을 달로 보내고자 할 때 우선 지구 저궤도에 진입을 해야한다고 한다. 이 궤도안에서 ‘킥 모터(고체 로켓)’ ‘킥 엔진(액체 로켓)’을 이용해 달을 향하여 긴 타원 모양의 ‘지구-달 전이 궤도’로 투입시킨다고 한다. 이 순간 킥 모터나 킥 엔진의 추진력에 따라서 궤도의 모습이 여러 가지로 변화한다.

추진력이 강하면 한순간에 달로 가는 궤도에 도착 할 수 있지만 추진력이 약할시에도 달의 움직임을 잘 활용하면 간단하게 달로 가는 궤도에 오를 수 있다고 한다. 달로 가는 시간은 대게 4~6일이 걸린다고 한다. 물론 연료의 양과 엔진의 추진력 탐사선의 질량에 따라서 여행 시간을 달라질 수 있다.

이 정도 시간으로 여행하는 것이 가장 연료를 절약하는 방법이라고 한다. 하지만 물론 먼 거릴르 이동해야하기 때문에 발사체와 탐사선의 전체 질량 중 60~70% 가량은 연료가 차지하고 있다고 한다. 효율이 좋은 엔진을 사용하면 연료의 질량을 전체의 50%까지 낮출 수 있다고 한다.

달의 환경은 어떠한가?

예전부터 인간들은 달을 궁금해했다. 그렇다면 달의 환경은 어떠할까?

달에는 대기가 없다고 한다. 중력이 작아서 대기를 이루는 기체 분자들을 달은 붙잡을수 없다고 한다. 그러한 이유로 인하여 달에서는 소리도 안들리고 바람또한 불지 않는다고 한다.

소리는 공기와 물, 금속처럼 에너지를 전달하는 줄 분자들이 있는’매질’이 필요하다고 한다. 하지만 달 표면에는 매질의 역할을 해주는 대기가 없는 이유로 인해 소리가 들리지 않게 되는 것이다. 움직일 공기또한 없어 바람도 불지 않는다고 한다.

그래서 달에 착륙한 우주인들은 평범한 깃발을 사용하지 않았다고 한다. 깃발의 위쪽까지 고정 가능한 특수한 깃대를 사용했다고 한다. 달에서는 바람이 불지 않아서 지구에서처럼 깃발의 옆 한 쪽만 고정할시에 깃발이 아래로 축 처지기 때문이라고한다. 달은 지구와 다르게 온도변화가 크다고 한다.

우리가 살고 있는 지구는 대기로 둘러싸여 있어서 대기 중에는 수증기를 비롯하여 기체 분자들이 열을 흡수하여 보관하는 역할을 한다고 한다. 그래서 낮에는 뜨거운 태영열 때문에 기체 분자들이 흡수를 해주고 밤에는 분자들이 보관한 열이 주변으로 퍼져 나가기 때문에 밤이나 낮이나 기온 차이가 그리 크지 않다고 한다.

그러나 달은 열을 흡수하는 대기가 존재하지 않아서 이러한 이유로 태양빛이 들어올 땐 영상 130℃까지 올라가지만 태양빛을 받지 못하는 동안에는 영하 170℃ 까지 온도가 낮아진다고 한다.

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