핵추진 우주선 개발 프로그램을 지원하는 DARPA

(Artist's concept of a spacecraft with nuclear thermal propulsion. Credit: NASA)

우주 개발 초기부터 나사는 핵분열 에너지를 이용한 로켓 개발에 관심이 있었습니다. 60-70년대 냉전과 핵 경쟁 열풍을 타고 원자력 로켓 프로젝트는 상당한 수준으로 추진되었으나 아폴로 프로그램 이후 우주 예산 삭감과 방사능 유출에 대한 우려로 인해 결국 프로젝트가 사장되기에 이릅니다. 그리고 반 세기가 흐른 후 나사는 다시 화성과 그 너머로 인류를 진출시키기 위해 원자력 우주선 프로젝트에 다시 관심을 보이고 있습니다.

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그런데 이와는 독립적으로 미 방위 고등 연구 계획국 (DARPA , Defense Advanced Research Projects Agency)이 핵열추진 시스템 (Nuclear Thermal Propulsion (NTP) system) 개발을 위해 투자한다는 소식입니다. DARPA는 저농도 우라늄인 HALEU (High-Assay Low Enriched Uranium, 우라늄 235 농도가 5-20% 인 고순도 저농도 우라늄)을 이용한 핵열추진 시스템 개발을 위해 그리폰 테크놀로지스 (Gryphon Technologies)사와 1400만 달러에 계약을 맺었습니다. 앞으로 이 회사는 DARPA의 Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) 프로그램에 참가할 핵추진 로켓을 개발하게 됩니다.

이 핵추진 로켓의 구체적인 사양은 공개되지 않았지만, 앞서 개발된 핵열추진 시스템과 같이 원자력 발전에 사용되는 저농도 우라늄 핵연료를 이용해 수소 같은 추진체를 고온으로 가열한 후 분사해 추력을 얻는 방식으로 생각됩니다. 핵열추진 시스템은 이온 로켓에 비해 10000배나 많은 추력을 얻을 수 있으면서 효율은 화학 로켓보다 5배나 우수해 적은 연료로 빠른 속도를 얻는 데 유리합니다. 따라서 화성이나 그보다 더 먼 장소까지 우주선을 보내는 데 적합합니다.

하지만 DRACO 프로그램은 이름처럼 달 지구 왕복 궤도를 도는 우주선으로 핵열추진 시스템 우주선의 가능성을 테스트 하는 것이 목표입니다. 과연 핵추진 로켓 엔진을 실제로 만들 뿐 아니라 우주에서 최초로 테스트하는 날이 올지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/space/gryphon-technologies-nuclear-rocket-engine-darpa/

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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...

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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 ...

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이빨이 다시 진화한 개구리

( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh ) 개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다. 이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다. 이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다. 하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...

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