풍선 우주선이 다시 지구로 돌아오는 이유가 뭐죠?

Question

제가 유투브에서 상자에 풍선을 많이 매달고 우주로 올려보내는 실험을 하는걸 봤어요
근데 우주에 갔던 상자가 풍선이 터지니까 다시 땅으로 떨어지는데 그거는 왜그런거에요??
우주에는 중력이 없다고 배웠는데 왜 떨어지는지 궁금해요!!!!!

Answer 1

우주에 중력이 없는것이 아니라. 중력이 큰곳도 있고 약한곳도 있습니다.

그럼 지구에서는 위로 올라갈수록 중력이 약해지지만 없어지는것은 아님니다.

위로 올라갈수록 기압이 낮아져서 풍선은 부풀어 오르고 결국은 펑하고 터지죠.

그러면 풍선과 풍선에 매달린것은 땅으로 떨어지구요.

우주에는 중력이 없는것이 아니고.

우주 어느곳에도 중력은 존재함니다.

Answer 2

지구 중력은 꽤 멀리까지 영향을 미치게 됩니다

만유인력에 의해서 사과와 지구는 동일하게 영향을 미쳐서 잡아당기지만

그 중량의 차이가 사과는 가볍고 지구는 무겁기 때문에 무거운 지구 방향으로

이동하는것인데요

지구의 중력을 탈출하려면 무려 초속 11km의 속도가 필요합니다

풍선 우주선의 경우 헬륨을 이용해서 높은곳까지 올라가지만...

기압이 낮아지면서 풍선이 터지게 되는데요

단순한 풍선으로는 대기권 바깥으로는 나갈수 없습니다

해당 물체가 천체와의 중력을 이겨내고 무한히 멀어질 수 있는 최소한의

속도를 탈출 속도라 하는데요

이 속도 이상이 아니라면... 지구에서 탈출할수 없습니다

지구에서는 초속 11.19km,

달에서는 초속 2.37km,

목성에서는 초속 61.5km의 탈출속도가 필요합니다

이런 공식으로 탈출속도를 구하는데요

G는 만유인력 상수, M은 지구의 질량, r은 지표면으로부터의 높이라고 하는데요

지표면부터 시작하면 엄청나게 빠른 11km의 속력이 필요하지만
좀 높은데서 시작하면 조금은 덜 빠른 속도로도 탈출이 가능해서 예전에는

우주왕복선을 수송기로 꽤 높은 고도까지 올린다음 발사하는 방식도 연구되었는데요

발사할때 쓰는 로켓비용이 워낙 비싸서 이런 방식도 연구되었었다는데요

요즘은 로켓 재사용 기술이 발달하면서 그쪽이 더 경제성이 있는 것으로 알려져있습니다

우주에도 중력은 있고....

행성의 중력권을 탈출하기 위해서는 꽤 큰 힘이 필요해서 그정도의 힘이 없는

풍선은 다시 지구로 돌아오게 됩니다