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화학 추진과 전기 이온 추진을 동시에 사용하는 하이브리드 연료

  ( MIT 우주 추진 연구소에서 제작한 4개의 전기분무 비행 추진기 Credit: Amelia Bruno - MIT ) ​ (우주 무중력 상태를 모의하기 위한 MIT의 자기부상 추력 측정 장치 Credit: Matthew Corrado - MIT ) ​ ​ 현재 우주선이나 인공위성에 사용되는 로켓은 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 일반적인 화학 로켓이고 두 번째 이온 플라스마 엔진을 사용하는 경우입니다. 전자는 순간적으로 강한 추력을 낼 수 있지만 , 대신 효율이 낮습니다. 후자는 효율이 높은 대신 추력이 매우 약해 몇 개월에 걸쳐 가속할 때 유리합니다. ​ MIT 엔지니어들은 이 두 가지 로켓 엔진의 장점을 한 번에 누릴 수 있는 소형 위성용 하이브리드 추진 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 특징은 동일한 연료를 사용해 화학 로켓의 강력한 추진력과 전기 추진기의 장거리 효율성 두 가지 장점을 소형 큐브셋에서도 한 번에 누릴 수 있다는 것입니다. ​ 소형 큐브셋인 신발 상자 정도로 작기 때문에 이 안에 두 가지 형태의 추진체를 탑재한다는 것은 공간 낭비가 심할 수밖에 없습니다. MIT 연구팀은 미 공군 주도하에 개발 중인 차세대 로켓 연료인 ASCENT (Advanced SpaceCraft Energetic Non-Toxic propellant)에 주목했습니다. ASCENT는 기존의 로켓 추진체인 하이드라진을 대체하기 위해 개발됐습니다. ​ 하이드라진은 산화제 없이도 연소가 가능하고 상온에서 장기간 쉽게 보관할 수 있어 지금까지 인공위성이나 행성 탐사선 등에 널리 사용되어 왔습니다. 하지만 독성이 있디는 큰 단점이 있어 새로운 추진체 개발이 진행됐습니다. ​ ASCENT는 하이드라진처럼 산화제 없이 연소가 가능한 추친체로 어는점이 영하 80도로 낮고 연료 밀도 역시 50% 정도 높으면서 무독성 연료라 하이드라진을 대체할 강력한 후보로 떠오르고 있습니다. 하지만 연구팀은 이 연료가 이온성이라는 점에 주목했습니다. 이온 로켓 연료로 사용할...
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1억 2천 만 년 전 네 발로 비행한 랩터의 사촌

  ( The new microraptor dinosaur Jian changmaensis (left) attacks the early bird Gansus yumenensis (right) in what is now the Changma Basin of northwestern China approximately 120 million years ago. Credits: illustration by Lewis LaRosa, colorized by Jão Canola ) ​ ( The arm bones of the new dinosaur Jian. Credit: Zhou et al ) ​ 과학자들은 중국 북서부 간수성 (Gansu) 창마 분지(Changma Basin)의 시아고 (Xiagou) 지층에서 수수께끼의 조류 화석 뭉치가 다수 발견했습니다. 이 지층은 백악기 전기 1억 2천만 년 전 시기의 것으로 과학자들은 부러진 뼈가 으깨져 펠릿 형태로 변한 초기 조류 화석을 나온 장소입니다. 하지만 이 원시 새들을 통채로 삼킨 후 올빼미처럼 다시 뼈를 토해낸 장본인은 찾지 못했습니다. 이 시기에는 다른 새를 잡아먹고 뱉어낼 만큼 큰 조류가 없었기 때문입니다. ​ 시카고 필드 박물관의 화석 파충류 부 큐레이터이자 이번 논문의 주 저자인 징마이 오코너 (Jingmai O'Connor, the associate curator of fossil reptiles at the Field Museum in Chicago)와 동료 연구팀은 이 화석층에서 새로운 공룡 종을 발견했다고 발표했습니다. 이 공룡은 벨로시랩터의 사촌 격으로, 앞다리와 뒷다리에 긴 깃털이 나 있었습니다. 과학자들은 이 공룡의 독특한 팔과 어깨뼈를 바탕으로 이 동물이 이제까지 찾았던 포식자일 가능성이 높다고 보고 있습니다. ​ 이번에 발견된 신종인 지안 창마엔시스(Jian changmaensis)는 드로마에오사우루스과 중에서도 미크로랍토르에 속합니다. 창마엔시스(建長院)는 새와 같은 생김새와 화석 산지...

태양계 이야기 1209 - 태양계 초기에는 지금보다 가스 행성이 더 많았다?

  ( Credit: Pixabay/CC0 Public Domain ) ​ ​ 태양계에는 8개의 행성이 있습니다. 하지만 과거에는 이보다 더 많은 미행성들이 있었던 것으로 보입니다. 지구와 달 역시 원시 지구와 화성만한 가상의 행성 테이아가 서로 충돌해 만들어졌다는 것이 유력한 가설입니다. ​ 그런데 이런 원시 행성의 충돌과 소실은 태양계 안쪽에서만 일어난 것은 아닐 것입니다. 존스 홉킨스 대학의 매튜 클레멘트(Matthew S. Clement)가 이끄는 연구팀은 초기 태양계 외곽엔 지금보다 1-2개 정도 더 많은 가스행성이 있었다는 연구 결과를 저널 이카루스(Icarus)에 발표했습니다. ​ 약 40억 년에서 45억 년 전 행성들이 형성된 직후, 태양계 외곽은 니스 모델 불안정기 (Nice Model instability)라고 알려진 극심한 혼란기를 겪었습니다. 이 시기에 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 궤도는 급격하게 변동하며 매우 불안정해졌습니다. ​ 이 시기 거대 행성들은 서로에게 엄청나게 가까이 접근하여 강력한 중력으로 끌어당기는 근접전을 자주 벌였습니다. 이러한 혼란스러운 움직임 끝에 행성들은 현재의 위치에 자리 잡게 되었습니다. 하지만 안정화 이전 태양계가 지금과 같은 구성이었다면 이 과정에서 행성의 위성들은 다른 행성의 중력에 의해 살아남기 어려웠을 것입니다. ​ 이 과정을 알아내기 위해 연구팀은 초기 태양계의 컴퓨터 시뮬레이션 122개를 분석했습니다. 과학자들은 행성, 위성, 태양, 그리고 지나가는 우주 암석 사이의 복잡한 중력 상호작용을 수백만 년에 걸쳐 추적하는 소프트웨어를 사용했습니다. 그리고 거대 행성이 다섯 개 또는 여섯 개로 시작하는 여러 가지 역사 시나리오를 검증했습니다. 이는 현재의 니스 모델에 하나 또는 두 개의 거대 행성이 추가로 존재하다가 나중에 태양계에서 튕겨져 나가는 시나리오가 포함되어 있기 때문입니다. ​ 컴퓨터 모델 분석 결과, 목성과 천왕성의 위성계가 살아남을 확률은 매우 낮은 것으로 나타났습니다. 목...