우주선은 왜 비행기처럼비행하지 못하나요? 엔진분사로 추진력은 충분할텐데요. 영화속 비행선처럼 비행은 불가능한가요?
우주 공상 과학 영화를 보면 우주비행선들이 곡예비행울 하며 서로를 쫒아다니고 하는 모습을 볼 수 있는데요.
일단 지구에서 우주로 올라 간 뒤에는 엔진의 추진력과 몸통 날개에 분사기를 설치 해 지구에서의 비행기처럼 비행이 가능하지 않을까요? 불가능한가요?
2개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
우주에는 공기가 없기 때문에 가스나 연료를 분사하여 추진력을 얻기 때문입니다.
비행을 하는데 크게 두 가지 원리가 있습니다. 첫째, 양력을 얻는 원리가 있으며 둘째론 작용-반작용이 있습니다.
양력을 얻는 원리는 압력차에 의한 힘에 의한 것입니다. 이는 비행체가 추진력(속력)을 얻고 난 뒤부터 지속적으로 하늘에 떠있을 수 있는 원리입니다. 비행체의 날개에서 주로 얻게되는데, 날개의 윗부분은 곡면으로, 아랫부분은 평평한 면으로 하여 윗부분에서 공기의 흐름, 유속을 빠르게 해줌으로써 압력을 낮추는 것입니다. 그러면 날개의 아랫부분에서 윗부분으로 힘을 받게되어 뜰 수 있습니다. 비행기나 새의 날개의 경우 양력을 얻기에 적합한 구조로 되어있습니다. 날개의 윗부분은 곡면, 아랫부분은 평평하죠. 즉, 이러한 경우가 대기중에서 비행하는 경우이며 보통의 비행기가 날 때의 원리입니다.
작용-반작용은 새의 날개짓, 드론과 헬리콥터의 프로펠러의 회전을 통해 공기를 지면으로 밀어내는 힘(작용-반작용), 또는 우주선의 연료 분사로 인해 추진력을 얻는 것을 의미합니다. 앞으로 나아가기 위해 연료를 분사하여 우주선 몸체가 앞으로 나아가는 것이죠.
비행기는 대기 중에서 날개와 동력을 이용하여 비행합니다. 대기는 비행기에 추력을 제공하고, 날개는 상승 및 조종을 가능하게 합니다. 그러나 우주선은 대기가 거의 없는 우주 공간에서 운항하기 때문에 대기를 이용한 비행은 불가능합니다.
우주선은 지구의 중력에 저항하여 탈지구 경로로 진입해야 합니다. 이를 위해서는 매우 높은 속도가 필요합니다. 우주선은 지구 중력을 이겨내기 위해 초광속에 가까운 속도로 가속해야 하기 때문에, 일반적인 비행기와는 비교할 수 없는 높은 속도가 요구됩니다.
우주선은 비행기보다 훨씬 무거우며, 외부 우주 환경에 견딜 수 있는 강력한 구조가 필요합니다. 우주선은 로켓 엔진을 사용하여 비행력을 얻으며, 이는 매우 큰 추력과 에너지를 생성합니다.