누리호 발사 순간 누리호 몸체에 흰 연기는 무엇인가요?
2022년 6월 21일 우리나라는 누리호 발사에 성공을 했는데요.
누리호 발사 순간 누리호 몸체에서 흰색가루도 떨어지고, 누리호 주변에는 흰 연기가 피어 올랐는데요
이 흰색 가루와 연기는 무엇인가요?
3개의 답변이 있어요!안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 누리호는 엄청난 무게의 우주선을 하늘 높이 우주까지 올라가야하기 때문에 엄청난 엔진의 점화가 필요합니다. 그래서 점화를 위해서는 공기중의 산소로 불가능하여서 산소를 별도로 저장해놓는데요. 산소의 부피를 줄이기 위해 영하 183℃의 액체 형태로 산소를 싣게 됩니다. 이로 인해 누리호 몸체의 외부까지 차가워져 주변 공기 중에 있던 수증기가 누리호에 달라붙으면서 성애가 낀 것이 바로하얀가루 즉 얼음인 것입니다. 또한 흰 연기는 누리호가 발사될때 엄청난 열이 발생됩니다. 누리호가 발사되는 순간 엔진이 뿜어내는 3400℃ 고온의 불꽃이 발생됩니다. 이 불꽃으로 인해서 발사대 등의 장치가 녹아 버릴 수도 있습니다. 그래서 이를 방지하기 위해 발사대에 물을 뿌렸고, 이 물이 초고온의 열과 만나 수증기로 변하면서 흰 연기가 생긴 것입니다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
누리호(Nurihoo)는 가축 운송 로켓으로서, 발사 순간에 몸체에서 흰 연기가 나타나는 현상은 일반적으로 추진체로 사용되는 고체 연료인 고형 로켓 연료의 연소 결과입니다.
고체 로켓 연료는 일반적으로 암모늄 퍼클로레이트와 석탄 또는 폴리부타디엔 등의 화학 물질로 구성됩니다. 이러한 화학 물질은 산화제와 연료 역할을 하며, 반응이 진행되면서 많은 양의 가스와 열이 생성됩니다.
발사 순간에 추진체가 점화되면, 고체 로켓 연료가 폭발하고 분해되면서 대량의 가스와 열이 방출됩니다. 이러한 반응에서 생성된 가스들은 로켓 내부 압력을 증가시키고, 동시에 외부로 방출되어 추진력을 발생시킵니다.
흰색 연기는 이러한 반응에서 생성된 가스들과 추진체 잔류물인 입자들이 주변 대기 중의 수증기와 상호작용하여 형성됩니다. 이 수증기를 포함한 기체들과 입자들이 주변 공기 중에 응축하여 작은 물방울로 형성되어 시각적으로 표시됩니다. 이것이 몸체에서 나오는 흰색 연기 현상입니다.
누리호 발사 시 표면 온도 변화, 습도 및 기압 등 주변 환경 조건도 효과를 줄 수 있으며, 따라서 실제 관찰 시 다양한 모습을 보일 수 있습니다.
누리호(Nuriho) 발사 순간에 몸체에서 떨어지는 흰색 가루와 주변에서 피어오르는 흰 연기는 로켓 엔진의 작동과 관련된 현상입니다. 이러한 현상은 로켓 발사 시 발생하는 것으로 다음과 같은 이유로 발생합니다:
추진제 연소: 로켓 엔진은 추진제를 연소하여 추진력을 발생시킵니다. 이 추진제 연소 과정에서 화학 반응이 발생하며, 연료와 산소가 합쳐져 폭발적인 연소가 일어납니다. 이 과정에서 가스, 열, 그리고 다양한 화학 물질이 생성됩니다.
냉각 과정: 로켓 엔진은 연소와 열의 영향을 받습니다. 로켓 몸체는 열에 의해 데워지는데, 이를 방지하기 위해 열을 흡수하고 냉각하는 시스템이 내장되어 있습니다. 이 냉각 시스템은 종종 냉각제나 냉각 액체를 사용하는데, 로켓 발사 시 이러한 냉각 액체가 흘러나올 수 있습니다.
엔진 가동 후 남아 있는 냉각제: 로켓 엔진이 가동을 멈춘 후에도 엔진 내부나 로켓 몸체에서는 아직 남아 있는 냉각 액체나 불완전한 연소로 인한 잔류물질이 있을 수 있습니다. 이러한 물질은 로켓 몸체에서 떨어져 흰색 가루 형태로 나타날 수 있습니다.
대기 중에서의 반응: 로켓 발사 시 주변 대기 중의 습도나 환경 조건에 따라 로켓 연기와 가스가 대기 중에서 응축되거나 반응하여 눈에 보이는 효과를 줄 수 있습니다.
이러한 흰색 가루와 연기는 로켓 발사 중에는 일시적인 현상으로, 로켓의 엔진 작동과 로켓 몸체 냉각 과정과 관련된 것입니다. 로켓 발사 후에는 이러한 현상이 빠르게 사라집니다.