기본 콘텐츠로 건너뛰기

연료 없이 인공위성에 추진력을 제공한다?



(This system could be useful for satellites orbiting the Earth such as the Sentinel-1(Credit: ESA))


 이상한 이야기처럼 들릴지도 모르지만, 사실 연료 없이도 우주선을 추진할 수 있는 방법이 존재합니다. 예를 들어 앞서 소개드린 솔라 세일이 대표적인 경우죠. 하지만 그 이외에도 몇 가지 아이디어들이 더 존재합니다. 지구 주변에서는 자기장을 이용한 방법이 있을 수 있습니다. 


 스페인의 마드리드 카를로스 3세 대학 (Universidad Carlos III de Madrid (UC3M)), 마드리드 공과대학 (Universidad Politécnica de Madrid)의 연구팀은 로렌츠 항력 (Lorentz drag)을 이용한 추진 시스템을 제시했습니다. 이는 긴 금속 줄과 지구 자기장을 이용해서 위성에 속도를 더하거나 혹은 감속하는 시스템입니다. 


 이론적으로는 매우 간단합니다. 이는 마치 자석 근처에 가벼운 금속 끈을 대서 당기는 힘을 이용하는 것이나 다를 바 없으니까요. 이를 이용하면 수명이 다한 위성을 빨리 지구 대기로 진입시켜 우주 쓰레기를 줄일 수 있을 지 모릅니다. 문제는 지구 자기장의 범위는 넓지만 세기는 약하다는 점입니다. 따라서 이를 위해서 매우 큰 금속 줄이 필요합니다. 


 연구팀은 매우 얇고 가벼운 너비 수 cm에 길이 2km의 알루미늄 끈을 이용해서 위성을 감속시키는 무연료 추진 시스템 (propellantless propulsion system)을 제안했습니다. 알루미늄 호일처럼 얇은 금속 막을 만드는 일은 가능하겠지만, 길이가 매우 긴데다 만약 줄이 끊어지는 날에는 처치 곤란한 우주 쓰레기가 더 늘어나는 셈이기 때문에 실현 가능성은 약간 의문입니다. 다만 아이디어는 기발하다는 생각입니다. 


 이것에 견줄만큼 기발한 아이디어는 지나가던 소행성에 작살을 던저서 가속하는 우주선 정도인 것 같습니다. 




 개인적으로는 실현 가능성은 다소 의문시 되지만, 계속해서 아이디어를 짜내는 시도 자체는 괜찮은 것 같습니다. 이런 식으로 고민하다보면 그 중에 하나는 진짜 획기적인 변화를 이끌어 낼 수 있을 것이기 때문입니다. 대부분 실현되지 못한다고 해도 상상력을 계속 발휘해 보는 것이 중요한 이유입니다. 


 참고 


댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...