2
부산메디클럽

아하! 일상 속 과학 <8> 달로 가는 길

우주선도 중력 영향 … 연료 효율적 사용 위해 타원형 궤도 비행

  • 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
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1100억대 체임 국제신문 대주주, 국감 증인 채택
  2. 2실속 없는 ‘국제기구 인증’ 혈세 붓는 기초단체
  3. 3[사설] 외국인 400만 시대, 부산은 이제 체류형 관광이다
  4. 4부산 전셋집 1년새 11%↓…매물가뭄 심화에 세입자 울상
  5. 5‘부캉이’는 무태상어 아닌 흑상어…수과원 근접영상 분석 최종 확인(종합)
  6. 6‘경영난’ 태종대 집와이어 재개장…이용료 1만 원 낮췄다
  7. 7센텀2지구 속도전…풍산 이전지 주민 경청·토지보상 착수
  8. 8부캉이 떠나도 북항 북적이려면…“원도심 접근성 개선을”
  9. 9기장군수실 1층 이전 ‘없던 일로’
  10. 10매표소 오픈런…레드카펫 ★ 보려 외국인 새벽부터 달려왔다
  1. 1100억대 체임 국제신문 대주주, 국감 증인 채택
  2. 2조희대 “국회·대통령의 제청 간섭은 위헌”(종합)
  3. 3송곳검증 벼르더니…교통·시설公도 싱거웠던 시의회 청문회
  4. 4여야, 국감서 알래스카 LNG 사업 집중 추궁
  5. 5연일 노무현 때리는 한동훈, 박정희 띄우는 주진우…檢 출신들 속내는
  6. 6이 대통령 "북극항로 시범운항 선박 귀항 부산의 미래 깃발, 신경써달라"
  7. 7‘맹탕 청문’ 의식 부산시의회, 교통·시설公 송곳검증 벼른다
  8. 8부산 민주당 "주진우, 암살자(들) 부산영상위 시사회 사실왜곡 비판"
  9. 9[속보]조희대 작심 발언 “국회·대통령은 대법원장 제청에 관여 못 해”
  10. 10검찰개혁, 중수청장 임명 두고 커지는 집안싸움
  1. 1부산 전셋집 1년새 11%↓…매물가뭄 심화에 세입자 울상
  2. 2‘부캉이’는 무태상어 아닌 흑상어…수과원 근접영상 분석 최종 확인(종합)
  3. 3센텀2지구 속도전…풍산 이전지 주민 경청·토지보상 착수
  4. 4롯데백화점, 업계 첫 외국인 매출 1조 ‘포문’
  5. 5금감원 “AI 해킹 시도 IP 28개 확인”
  6. 6부산 극지해양 전문강사 “현장 능력 키워요”
  7. 7주가지수- 2026년 10월 6일
  8. 8부산 청년기업 ‘DPP(디지털제품여권)’ 국내 첫 상용화
  9. 9부산 아파트 매매 침체일로…해운대·수영·동래만 웃었다
  10. 10부산지역 농지 41%, 외지인이 소유
  1. 1실속 없는 ‘국제기구 인증’ 혈세 붓는 기초단체
  2. 2‘경영난’ 태종대 집와이어 재개장…이용료 1만 원 낮췄다
  3. 3부캉이 떠나도 북항 북적이려면…“원도심 접근성 개선을”
  4. 4기장군수실 1층 이전 ‘없던 일로’
  5. 5전기車 높아진 인기에 예산 동나…부산시, 하반기 1520대 더 지원
  6. 6전재수 시장, 소통 행보…사흘 연속 생중계 회의(종합)
  7. 7부산중수청장 “정치 중립성·수사 독립성 엄격히 지키겠다”
  8. 8“침묵하는 대주주, 대화 자리 나서라”
  9. 9양산시보건소 일반진료 줄인다
  10. 10박완수 경남도지사 “행정통합 위해 부울 시장 설득”
  1. 1롯데, 6위 탈환 사활…3위 싸움 변수로
  2. 2김도영 굳히기냐, 힐리어드·오스틴 뒤집기냐
  3. 3조코비치, 올 첫 우승 눈앞
  4. 4장애인AG 결단식…“金 21개 이상 목표”
  5. 5가을은 놓쳤지만…거인 ‘레·황(레이예스·황성빈)’ 도전은 계속된다
  6. 6“감독님이 먹으라고” 정수진, 내막 폭로…유도회 “선수관리·운영체계 점검” 사과
  7. 7불안한 모레노호 우즈벡전 반등할까
  8. 8레이예스 200안타 달성에도…롯데, 두산에 4안타 그치며 패배
  9. 9‘손흥민 A매치 한국인 최다 골’ 우즈베키스탄에 2-0 완승
  10. 10아시안게임 폐막…한국 金 39개, 44년 만에 최소
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내