답변 내역

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.스페이스X의 로켓 재활용 기술은 크게 두 가지로 나뉩니다. 첫째로, 로켓의 1단과 2단을 분리하여 각각 따로 착륙시키는 '분리 착륙' 기술을 사용합니다. 이를 통해 로켓의 1단과 2단을 모두 재사용할 수 있습니다. 1단 추진체가 대기권 재진입, 엔진 재점화 과정을 거쳐 해상 바지선으로 회수해 재사용하는 것인데요. 덕분에 1kg의 화물을 우주로 보낼 때 스페이스X 팰컨 9 발사체의 발사 비용은 2,000달러(약 248만원) 정도입니다.둘째로, 로켓이 발사할 때 사용하는 연료인 액체 수소와 액체 산소를 재활용하는 기술을 사용합니다. 로켓이 착륙할 때 연료를 수거하여 다시 사용함으로써 연료 비용을 줄일 수 있습니다. 이러한 기술들을 통해 스페이스X는 로켓의 비용을 크게 줄이고, 우주 여행을 더 저렴하게 만들었습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.고도에 따라 위성의 궤도 속도도 다릅니다. 고도 700km에 위치한 다목적실용위성은 초속 7.5km로, 고도 1만 km에 위치한 중궤도 위성은 초속 4.9km로, 고도 3만 6,000km에 위치한 정지궤도위성은 초속 약 3km로 비행합니다.총알은 속도가 대략 400m/s 입니다. 더구나 처음 발사시에는 900~1000m/s 속도로 발사되는데 공기의 저항으로 줄어든 것이 그 정도 속도입니다. 따라서 총알의 속도가 소리보다 빠르며 총소리를 들었다면 총알을 피하는 것은 거의 힘들다고 봐야 합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.산소가 충분하게 공급되는 상태에서 빛과 열을 내며 물질이 타고난 후에는 물과 이산화탄소가 발생합니다. 우리는 이 현상을 완전연소라고 부릅니다. 한마디로 물질이 탈 때 충분히 산소가 공급되는 겁니다.그런데 산소가 모자랄 경우 또는 온도가 낮을 경우 물질이 완전히 탈 수가 없습니다. 이럴 때에는 위에 설명드렸던 완전연소에 비하여 열이 적게 나게 됩니다. 이러한 조건에서 물질이 타는 경우를 우리는 불완전연소라고 합니다.탄소를 포함하고 있는 물질이 불완전연소를 하게 되면 검은색을 띄는 연기가 피어오르는데 이 연기의 주성분은 그을음이라고 하는 탄소 알갱이입니다.보통 물질이 완전 연소하면 파란색, 불완전 연소하면 붉은색의 불꽃이나 어두운 색을 띕니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.목성 줄무늬의 형태가 보이는 원인은 바로 목성 대기의 대류 때문입니다. 목성 줄무늬를 자세히 보면 위 그림처럼 밝은 곳이 있고 어두운 곳이 있습니다. 밝은 부분을 대(zones)라고 하고, 어두운 부분을 띠(Belts)라고 합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주의 탄생 초기에는 온도가 높아서 원자핵과 전자가 결합할 수 없었습니다. 시간이 지나 빅뱅 후 약38만년, 우주의 온도가 3000K가 되자 이제 전자가 원자핵들과 결합합니다. 이 때 만들어진 원자의 75%가 수소, 25%가 헬륨, 나머지 아주 소량의 리튬과 베릴륨, 보륨이 생겨났습니다

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.타이어 홈이 있는 것은 자동차 타이어의 마찰력을 키우기 위한 것입니다. 만약 타이어 홈이 없다면 비나 눈이 왔을 때 얇은 수막이 생겨 마찰력이 줄어 도로에서 잘 미끄러질 수 있습니다. 따라서 타이어 홈을 통해 마찰력을 늘리는 것입니다. 타이어와 도로가 완전히 접해 있으면 마찰력이 높아져 미끄러질 확률이 줄어듭니다. 하지만 비나 눈이 왔을 때 미끄러지는 것 뿐만 아니라 날씨가 맑아도 모래나 작은 돌들이 마찰력에 영향을 줄 수 있습니다. 그 때문에 타이어 홈을 만들어 마찰력을 높입니다. 또 타이어에 따라 타이어 홈 모양이 조금씩 다릅니다. 이는 소음을 줄여주고, 주행 성능을 높이고, 홈 사이에 흙과 같은 이물질이 끼는 것을 막는 등 안전한 위한 다양한 역할을 합니다. 일반적으로는 도로에서 소음을 줄이고 주행성을 높이기 위해 타이어 홈에 지그재그 무늬를 많이 사용합니다. 또한 좌우로 타이어 홈이 파여 있는 것은 힘을 많이 받는 대형차에 사용되고 있습니다. 또 눈이 많이 내릴 때는 타이어 홈이 좀 더 깊은 것을 사용해 미끄러짐을 방지합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우선 만보기는 기계식 만보기와 디지털 만보기로 나뉜다. 물론 스마트워치에 사용되는 만보기는 디지털 만보기입니다.a) 기계식 만보기는 사람이 뛸 때 만보기 내부의 무거운 추가 수직 방향으로 흔들리며 접점에 닿을 때에 카운트가 됩니다. 중력과 관성을 이용한 장치입니다. b) 디지털 만보기는 3축 가속도 센서 및 자이로 센서를 활용하여 체계적인 움직임을 측정합니다. 3축은 X, Y, Z 축 방향의 가속도를 측정할 수 있다는 것이며, 움직이는 물체에 센서가 견고하게 장착되어 있는 경우에 각 축 값의 비율을 통해 기울어진 각도를 알 수 있습니다. 자이로 센서 역시 정확한 걸음수 측정을 위해 사용됩니다. 자이로 센서는 각속도를 측정하는데, 각속도란 시간 당 회전하는 각도를 뜻합니다. 기울어진 각도와 각속도를 활용하여 사용자의 움직임을 측정 할 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.네비게이션 시스템(navigation system)은 자동차 등에서 음성과 영상표시로 운전자에게 목적지까지의 최단경로나 도로정보 등을 알려주는 시스템을 말합니다. 현재 우리나라에서 사용되는 대부분의 네비게이션은 GPS 수신기를 통해 위치를 확인하는 방식입니다. 네비게이션을 설명하는데 없어서는 안될 장치가 바로 GPS(Global Positioning System, 지구위치결정시스템) 수신기입니다. GPS 원리를 이해하면 네비게이션 원리를 거의 이해한 것으로 볼 수 있습니다. GPS는 미국 국방부가 개발했으며 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 수신, 위치를 확인합니다. 현재 지구 고도 2만200km 상공에는 총 30개의 GPS 위성이 12시간 마다 지구를 한바퀴 돌고 있습니다.네비게이션에 부착된 GPS 수신기는 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 받습니다. GPS 신호는 위성을 통해 받기 때문에 고가도로'터널'지하 차도 및 주차장 등 하늘이 가려질 경우 수신 장애가 발생할 수 있으며 태양 흑점 활동 등에 의해 수신 오차도 생깁니다. 오차를 보정하기 위해 보통 네 개의 위성으로부터 전파를 수신합니다. 위성에서 송신된 신호와 수신기에 들어온 신호의 시간차를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있습니다. 각 위성의 위치와 거리를 알게 되면 삼변측량 같은 방법을 이용해 오차범위 30~100m 정도로 위도'경도'고도 등 3차원의 좌표값을 얻을 수 있습니다. 이렇게 얻어진 좌표값은 네비게이션용으로 제작된 전자지도와 매칭 작업을 거쳐 네비게이션 화면에 현재 위치로 표시됩니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.망원경은 대물렌즈나 반사거울을 이용하여 물체로부터 나오는 빛을 모아 상을 만들고, 이 상을 아이피스(접안렌즈)로 확대해서 실제보다 크게 보이도록 하는 기구입니다. 대물렌즈가 크면 클수록 물체로부터 나오는 빛을 많이 받게 되므로 상의 밝기가 증가합니다. 밤하늘의 대상들은 그 거리가 무한대로 볼 수 있으므로 상은 항상 대물렌즈의 초점상에 맺히게 됩니다. 그러므로 대물렌즈에 의한 상의 크기가 크고 아이피스의 초점거리가 짧을수록 물체를 크게 확대시켜 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.하이퍼루프의 구조를 쉽게 이해하려면 ‘자기부상열차’를 떠올리면 됩니다. 열차 바닥과 레일에 자석이 달려있어, 서로 같은 극은 밀고, 다른 극은 당기며 앞으로 나가는 자기부상열차가 진공상태의 터널로 마치 미사일처럼 발사되어 빠르게 이동하는 것이 하이퍼루프의 구동 원리입니다. 인천공항과 중국 상하이의 자기부상열차는 차량을 트랙으로 당기는 방식, 일본의 SCMaglev 자기부상열차는 차량을 트랙으로부터 밀어내는 방식을 차용하고 있습니다. 어떤 방식이든 트랙과의 마찰 없이 부상하여 이동하기 때문에, 유지보수가 최소화된다는 장점이 있으며, 이는 하이퍼루프도 마찬가지입니다. 빠르다는 것 외에, 하이퍼루프가 승객의 입장에서 일반 열차와 다른 점이 있다면, 하이퍼루프는 공기 저항과 무게를 최소화하기 위해 캡슐 형태를 하고 있고, 창문이 없다는 정도. 하이퍼루프의 각 부분별 명칭은 다소 생소할 수 있는데, 레일은 ‘트랙’(Track), 터널은 ‘튜브’(Tube), 차량은 ‘포드’(Pod)라고 불립니다.