오늘은 세계 여러 나라와 국민들이 관심을 갖고 있는 인공위성에 대해서 이야기를 나눠보도록 하겠습니다발사 과정에서 숨어 있는 과학적 원리는 물론 우주로 떠내려가야 했던 로켓 쓰레기를 요즘 어떻게 처리하고 있는지, 일론 머스크의 스페이스 X 이야기와 감동 실화 영상도 함께 진행합니다.
먼저 다음과 네이버 백과에 소개된 내용을 바탕으로 인공위성을 짧게 소개하겠습니다. 1. 인공위성 유인과 무인 두 종류가 있는데 대부분 무인 인공위성입니다.궤도 비행하는 인공위성에 대한 착상은 아이작 뉴턴이 저서 자연철학의 수학적 원리(1687)에서 처음 제안했습니다.
AndreyArmyagov/Shutte rstock.com 씨는 산꼭대기에서 지평선과 평행으로 매우 빠른 속도로 발사된 포탄은 땅에 떨어지기 전에 지구 주위를 돌 것이라고 말했다. 물체는 중력에 의해 지표면으로 바로 떨어지지만 운동량에 따라 물체는 곡선 경로를 그리며 떨어진다. 속도가 더 커지면 이 물체는 달 궤도처럼 안정된 궤도를 오르거나 지구에서 완전히 벗어나게 된다.는 내용의 이론을 뉴턴이 제안한 지 약 300년이 지난 1957년 10월 4일, 소련은 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 발사했습니다.미국은 석 달 뒤인 1958년 1월 31일 처음으로 익스플로러 1호를 궤도에 올려놓았습니다. – [출처] 다음 백과
2. 인공위성의 원리면과 함께 수평방향으로 발사된 포탄이 형성하는 궤적의 형태로 설명할 수 있습니다.
<그림. 포탄의 발사 속도와 생성 궤적의 관계> 발사되는 포탄의 속도를 초속 1km부터 시작해서 조금씩 올린다고 상상해 보세요. 포탄이 날아가는 거리가 조금씩 늘어나 이론적으로 포탄의 속도가 초속 7.9km가 되면 땅에 다시 떨어지지 않고 지구 주위를 계속 돌게 될 것입니다. 그리고 만약 포탄의 속도가 초속 11.2킬로미터를 초과하면 지구 중력권을 탈출하게 됩니다. 결국 초속 7.9km 이상, 초속 11.2km 이하의 속도를 가진 인공위성은 중력에 의해 지구 주위를 돌게 됩니다. 이때 비행속도가 초속 7.9㎞면 원궤도, 그 이상이면 지구 중심을 한 초점으로 하는 타원궤도가 됩니다. – [출처] 네이버 지식백과
3. 인공위성 발사과정과 정지위성 그림은 인공위성 발사과정을 시간별로 나타낸 모형입니다. 최초로 발사 추진체로 사용된 연료 로켓이 분리되고 위성이 대기권을 떠나는 동안 열과 압력으로부터 보호하기 위해 사용된 페어링이 분리됩니다.
<그림. 인공위성 발사과정 (북 카라반)> 정지위성: 지구의 자전주기와 같은 주기로 지구 주위를 공전하는 인공위성은 상대적으로 정지해 있는 것처럼 보이는데, 이러한 위성을 정지위성이라고 합니다. 정지위성의 주기는 24시간이어야 하기 때문에 공식적으로 계산하면 인공위성의 고도는 h=36,000㎞로 지구 반경의 약 5.6배 높이에 해당합니다.- 친절한 과학사전 (물리편)
4. 인공위성 발사의 원리발사 추진원리는 운동 제3법칙인 작용과 반작용의 법칙입니다.작용과 반작용의 법칙은, 두 물체에 거꾸로 작용하는 힘으로 인공위성을 발사할 때는, 그 반대방향으로 가스나 기체를 분사해, 그 추진력으로 로켓이 발사됩니다.
ⓒWikil mages, 출처 Pixabay
5. 로켓 재활용 시대, 1926년 세계 최초로 액체 연료 로켓이 발사된 이후 지금까지 수많은 로켓이 우주로 발사되었습니다. 하지만 로켓 임무를 마친 뒤 지구로 돌아가지 못하고 모두 산산조각난 채 고철 형태로 귀환하는 것이 전부였습니다. 그러나 2015년 로켓 팔콘 9는 궤도 진입에 성공한 뒤 임무 수행을 마친 뒤 1단 추진 로켓이 지구로 안전하게 귀환했습니다.
이것은 천문학적인 돈이 드는 우주 개발에 큰 중요한 사건이었어요. 추진 로켓을 회수함으로써 막대한 경제적 비용을 절감할 수 있고, 실제로 로켓 재활용을 통해 우주 발사 비용을 100분의 1 이하로 줄일 수 있어 경제적·환경적으로 매우 큰 의미가 있습니다.– 친절한 과학사전(물리편) 2015년 1단 추진로켓을 지구로 안전하게 귀환시킨 Space X 대표 일론 머스크와 화성 식민지 건설도 상상할 수 있습니다.
<그림, 화성 식민지 건설 상상 그림 – 출처 NASA> 일론 마스크는 대단하고 독특한 사람입니다.지구는 망하니까 화성을 개발한다며 스페이스X 회사를 설립했고 화성에 가서 탈 차가 필요해서 테슬라 자동차 회사를 설립했다고 합니다.
그리고 그가 다시 투자하는 사업 중 하나는 인터넷입니다. 지구에 4만 개의 위성을 쏘아 올려 북극이나 아마존까지 초고속 통신이 가능하게 할 거예요.기존 인터넷보다 40배는 빠르다고 합니다.
세계가 하나로 뭉쳐도 괜찮을지 모르지만 상대적으로 작은 기업들의 불만이 많다고 합니다.
아이들이 생각보다 인공위성에 대해 잘 모르기 때문에 처음에는 매우 놀랐습니다. 그런데 그랬기에 모든것을 신기하게 바라보면서 수업에 다걸기(올인)하게 되어 결과적으로 좋은 수업이 되었습니다.
인공위성에 숨어있는 과학원리가 얼마나 많은지~뉴턴의 중력, 만유인력의 법칙작용과 반작용의 법칙관성의 법칙원심력과 구심력의 평형태양광에너지 등
그리고 일롱마스크라는 사람을 통해 ‘인생을 내 앞에 놓인 문제만을 바라보며 걱정하고 흥분한다~’ 즉, 허우적거리며 살아온 삶의 태도에서 벗어나 미래를 바라볼 수 있는 사람, 나아가 남을 위해 내가 무엇을 할 수 있는가를 생각하게 하는 수업이었습니다.
현재 일론 머스크가 세계 부호 1위로 올라섰다는데 이분의 삶이 정말 진실한 삶이라면 박수를 쳐주고 싶습니다.
네이버 지식백과를 링크해 둡니다. 읽을게 많아서 아이들과 함께 읽고 대화하기 좋을 것 같아요.바람둥이, 억만장자, 천재공학자. 마블의 SF영화 아이언맨의 주인공 토니 스타크를 빗댄 말이다. 영화 아이언맨의 감독 존 파블로가 원작 만화 캐릭터 아이언맨(1963년)을 리메이크하고 현대판 토니 스타크 모델로 삼은 인물은 우주여행 프로젝트 스페이스엑스와 전기차 제조업체 테슬라의 최고 경영자인 엘론 머스크다. (TIME’s 100 people whomost affected worldin 2010 기사 참조) 실존 인물인물. 40대… terms.naver.com
- 엘론무스크 ‘팔콘 헤비’ 1단 추진 로켓이 지구로 귀환하는 장면을 촬영한 영상입니다. 추천합니다.
- * 인공위성 수업을 마친 후 2021년 1월 25일에 또 새로운 소식이 발표되었습니다. 단일 로켓으로 역대 최다 위성 143기를 쏘아 올렸다구요. 일롬스크의 스페이스X가 이제는 황금알을 낳는 거위로 변했다고 합니다.
- 반대로 뉴스가 나갈 때마다 블로그를 업그레이드 할 수 없고, 난감하네요. 요즘 뉴스에서는 귀환에 실패한 게 벌써 네 번째래요그의 진정한 노력이 빛을 발하기를 바라며 이만 물러갑니다.도움이 되셨다면 ‘댓글’이나 ‘좋아요’를 남겨주세요.