<div>오늘은 아시는 분들은 다 아실..... 인류가 외행성계로 진출하는 사실상 유일한 방법, 스윙바이(SwingBy)에 대해서 조금만 이야기 해봅시다~</div> <div><br></div> <div>인류가 만들어낸 가장 거대한 로켓 새턴-V의 경우 자체 추력으로 다음과 같은 위성발사능력을 가지게 됩니다.</div> <div><br></div> <div>- 지구 저궤도(300~500km 고도)에 130톤 위성을 띄울 수 있음.</div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">- 달까지 43톤의 탐사선을 보낼 수 있었음. (아폴로 우주선)</span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">- 금성,화성까지 32톤의 탐사선을 보낼 수 있었음.</span></div> <div><br></div> <div>새턴-V 로켓은 발사중량이 무려 3,000톤에 이르는 3단짜리 괴물 로켓이죠.</div> <div>(우주왕복선은 2,000톤급 입니다. 100톤짜리 왕복선을 지구 저궤도까지만 올릴 수 있었단~)</div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">지구저궤도까지 위성 올리는것과, 달, 화성, 금성 등에 탐사선 보내는것은 추가로 추력(즉, 연료와 엔진 등 추가중량이 필요)이</span></div> <div>필요해서 아다시피 지구상에서 첨 쏘아올리는 로켓의 크기와 무게가 기하급수적으로 증가하게 되죠.</div> <div><br></div> <div>자~ 여기서 보면 현재 인류의 기술력으론 달, 화성, 금성 까지는 로켓으로 쏴서 한방에 도달할 수 있다는 겁니다.</div> <div>(물론 대형로켓이나 가능... 한국의 차기로켓 KLSV-II 같은 경우는 택도 없음... 달까지는 소형 위성이나 간신히 도달할 수준)</div> <div><br></div> <div>그런데 인류는 벌써 수성, 태양, 목성, 토성, 해왕성, 천왕성 등등 다 탐사했습니다.... 어찌된 일일까요?</div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">그건 바로 워프항법.... 아니아니 스윙바이라는 기술을 개발했기 때문이죠. -_-;;;</span></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>[ 스윙바이 ]</div> <div><br></div> <div>- 행성 등의 공전에너지를 지닌 물체의 중력을 이용해 우주선에 추가 가속도를 얻는(훔치는) 방법.</div> <div><br></div> <div>간략한 원리입니다~ (쉽게 이해 되시죠?? 이해 안되셔도 상관없음)</div> <div><br></div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/14341556539HHp7Xzq1Jjwof.jpg" width="550" height="372" alt="1.jpg" style="border:none;"></div> <div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155653YWqHQGUh.jpg" width="550" height="253" alt="2.jpg" style="border:none;"></div> <div style="text-align:left;"><br></div></div> <div>즉, 우주선이 A라는 행성(주로 달, 금성, 지구)을 향해 같은 방향(행성의 공전방향)으로 가다가 그 행성의 인력에 끌려서 </div> <div>인공위성처럼 빙~ 돌때 그 행성의 공전속도를 추가로 얻게 되는 원리입니다. (속도 얻어낸 다음엔 방향 틀어서 목적지로 고고씽~)</div> <div><br></div> <div>특히, 스윙바이시 최대가속시점에 만약 우주선에 추력이 남아있다면 엔진을 가동시켜서 행성공전속도+엔진속도 합칠 수 있는데요..</div> <div>여기서 엔진의 추가속도보다 몇배 더 많은 속도를 덤으로 얻게됩니다. ( 이 원리는 더 복잡하니 빼죠... 뭐 제곱 어쩌구 공식 -_-;;)</div> <div><br></div> <div>영화 아마겟돈 보면 부르스 윌리스가 탄 우주선이 달뒷면을 돌때 우주선이 엔진점화하여 최대가속하죠.</div> <div>이 원리가 바로 그것입니다. 단순한 스윙바이 + 우주선의 엔진점화 = 몇배 더 되는 추가속도를 훔쳐냄.</div> <div><br></div> <div>그래서 지구에 충돌하려는 혜성의 속도(통상 마하80~100 정도로 지구에 접근하죠)에 맞추는 속력을 낼 수 있던거임...</div> <div>상당히 과학적인 부분이라 나름 영화에서 고증에 신경쓴 티가 나죠.</div> <div><br></div> <div>인터스텔라에서 블랙홀 근처로 우주선을 항해시키고, 거의 블랙홀에 빨려 들어가기 직전에 추진력을 내서 블랙홀의 질량을 훔치는</div> <div>스윙바이를 합니다. 블랙홀은 워낙 강한 중력원이라 거기서 나올때 가속도는 엄청났던거죠.</div> <div><br></div> <div>스윙바이는 한마디로 도달하려는 목표행성에 이를 추력이 부족할때 인근 행성(주로 금성, 지구 등)의 중력 도움을 받아</div> <div>추가로 가속하는 원리입니다. 덕분에 우주선의 진행경로가 매우 복잡해지죠.</div> <div><br></div> <div>스윙바이는 행성의 거대한 질량이 가진 중력을 훔쳐내기에, 인공위성이 스쳐지나면서 행성의 운동속도 역시 작용-반작용으로 인해서</div> <div>조금은 감소하게 됩니다만, 워낙 인공위성의 질량이 티끌보다도 훨씬 작기 때문에 표도 안나는 겁니다.</div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>[ 1997년 발사된 토성 탐사선 카시니의 스윙바이 ]</div> <div><br></div> <div>카시니는 발사후 금성을 두번 돌고~ 지구를 다시 거쳐서 목성을 거쳐서 토성에 도달했습니다. (금성 2번, 지구 1번, 목성 1번 스윙바이)</div> <div><br></div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155653p46rfWfWKslhrCt4dLdFlhxQRqOePS9.jpg" width="550" height="402" alt="3.jpg" style="line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>[ 1998년 발사된 일본의 화성 탐사선 노조미 ]</div> <div><br></div> <div>일본은 당시 강력한 추력의 로켓이 없는데도 불구하고 (화성까지 노조미 탐사선을 한번에 보낼 능력 없었음)</div> <div>스윙바이를 이용해서 화성까지 자력으로 탐사선을 보낸 의지의 케이스~</div> <div><br></div> <div>그냥 간단하게 로켓 추력 쎈거 못써서 지구를 무려 2번이나 스윙바이 해서 추가속도로 화성까지 안착.</div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155654jACMlQ5DPgYuHTIEj.jpg" width="550" height="373" alt="4.jpg" style="font-size:9pt;line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>[ 1989년 발사된 목성 탐사선 갈릴레오 ]</div> <div><br></div> <div>갈릴레오는 다음과 같은 순서로 스윙바이를 합니다.</div> <div><br></div> <div>- 발사 4개월 : 금성으로부터 2.2km/sec 속도를 훔쳐냄.</div> <div><br></div> <div>- 발사 10개월 : 지구로부터 5.2km/sec 속도를 훔쳐냄.</div> <div><br></div> <div>- 발사 2년 : 지구로부터 3.7km/sec 속도를 훔쳐냄.</div> <div><br></div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155654tKccelXk5g23Md.jpg" width="550" height="528" alt="5.jpg" style="line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>그리고 천문학자들은 1976년부터 1980년 사이에 외행성 다섯개 (목성 - 토성 - 천왕성 - 해왕성 - 명왕성)가 일렬로 서서</div> <div>175년만에 최적의 스윙바이 궤도에 서게 된다는 사실을 알아냅니다.</div> <div><br></div> <div>그걸 이용해서 외행성계, 태양계 바깥까지 탐사할 스윙바이 챤스가 생긴거죠.</div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">파이오니아, 보이저 탐사선들은 그래서 그때 발사가 됩니다.</span></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">먼저 파이오니아는 가장 중력이 쎈 목성을 이용한 스윙바이로 태양계를 벗어나게 됩니다.</span></div> <div><br></div> <div>[ 파이오니아 10, 11호가 목성을 스윙바이 하는 궤적 ]</div> <div><br></div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155654vLUuUKLnFv4ticQS.jpg" width="450" height="452" alt="6.jpg" style="line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;line-height:1.5;">그리고 보이저 1, 2호는 다음과 같은 궤적으로 행성들을 차례차례 스윙바이 하죠.</span></div> <div><br></div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155654peLiqAQq61o4bL4zfsS925I2Sm.jpg" width="550" height="455" alt="7.jpg" style="line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201506/1434155655vxDPb6pE9X.jpg" width="550" height="344" alt="8.jpg" style="line-height:16.3636360168457px;border:none;"></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>스윙바이를 좀 더 쉽게 생각하시려면~</div> <div><br></div> <div>"마찰력이 전혀 없는 평지를 굴러가던 구슬이 갑자기 경사진 중력의 경사로(행성 근처)에 굴러 떨어져서 속도가 급격히 빨라진 후에,</div> <div>경사로를 지나 아까보다 낮은 평지로 접어들고 보니 처음 굴러가던 속도보다 더 빨라져 있는 상태."</div> <div><br></div> <div>"그런데 그냥 중력의 경사로에 굴러 떨어지는것 보다, 떨어지면서 기왕이면 달리기까지 같이 하고 튕겨져 나가고 보면</div> <div>속도는 가속도 + 달리기속도의 제곱을 얻게 됨."</div> <div><br></div> <div>공식으로 풀이하면 조금 복잡해지는데 암튼 그렇습니다.</div>