치올코프스키가 들려주다

치올코프스키가 들려주는 우주 비행 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 26 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
송은영 지음 / 자음과모음 / 2005년 6월

오봉초 4학년 최 상철

올해 다녀왔던 여러 체험전중에서 서울 과학관에서 열렸던 ''가을 사이언스데이''에 갔었던 기억은 확실히 난다. 명사의 방이라고 하여 임석희 선생님께서 하셨던 ''로켓과 나''라는 강연 때문에 특히나 그런 것 같다. 우주에 대한 여러가지 이야기를 듣고 질문하면서 치올코프스키에 대한 이야기도 들었기에 이 책에 손이 갔다.
과학자가 들려주는 과학 이야기. 광할한 우주, 그 신비에 대해 알기 위해 나는 책을 펼쳤다.

비행기가 뜨지 못하는 이유

이미 인류는 비행에 성공했으면서도, 어째서 비행기로 우주를 날지 못할까? 그 이유에는 두 가지가 있다. 첫째, 우주로 날아가기 위해서는 우주 속도라는 속도가 필요하다. 제 1우주 속도는 인공위성이 지구 중력을 뚫고나가기 위한 속도다. 제 2우주 속도는 지구에서 달까지 가기위해 필요한 속도다. 제3 우주속도는 태양계를 벗어나 다른 별로 가기위한 속도다. 태양, 지구, 달은 모두 중력을 가지고 있다. 그 중 달이 가장 약하고 지구가 그 다음, 그리고 태양이 가장 강하다. 그래서 태양이 끌어당기는 중력을 뚫기 위해 제3 우주속도가 필요하다. 비행기는 시속 900KM지만, 제1 우주속도는 그것의 약 15배정도다. 속도에서도 문제가 되지만 또 하나의 문제는 비행기가 수평으로밖에 날지 못한다는 것이다. 비행기가 수평으로 우주 비행을 한다는 것은 현대 과학기술로는 불가능하다.

3단 로켓

로켓을 발사할때는 보면 3단으로 나뉜다. 왜 3단으로 나뉠까? 중간에 연료통을 떨어트리다니 말이다. 그 까닭은, 지구의 대기권을 돌파할때 아주 큰 연료가 필요하다. 그럼 1단에서는 그만큼의 연료를 썼으므로 더이상 연료가 남아있지 않다. 그래서 버리는 것이다. 우주를 비행하기 위해서는 무게가 줄어야 더 효율적인데 연료도 쓰고 무게도 줄이니 꿩먹고 알먹기다. 이것은 치올코프스키의 생각이였지만 아폴로13호가 실제로 이 방법을 사용했다.

정지위성

여러 인공위성중에는, 정지위성이란 것이 있다. 이 정지위성은 실제로 같은 곳에서 꼼짝않고 있다. 그렇다면 이 정지위성은 진짜로 꼼짝않고 멈춰있는 것일까? 아니다. 정지위성은 아주 빠른 속도로 활동하고 있다. 이 이야기가 의심이 간다고? 그럼 사고실험을 해보자. 두대의 자동차가 있다.그 자동차들이 길을 달리고 있다. 그들이 서로의 차를 볼때, 둘다 멈춰있는 것처럼 보인다. 그 까닭은 같은 속도로 움직이고 있기 때문이다. 마찬가지로 정지위성은 실제로 정지한 것이 아니라 지구가 자전하는 속도에 따라 움직이고 있다.

위와 같은 지식과 인공위성이 떨어지지 않는 이유, 우주 왕복선, 아폴로 우주선 11호등으로 전혀 내가 알지 못했던 우주에 관한 상식이 가득했다. 과학에 대한 다양한 지식과 함께 흥미진진하기에 반드시 전권을 다 보아야겠다.