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북한의 로켓발사, 인공위성 vs. 미사일 목록

조회 : 6043 | 2009-04-09


지난 일요일(4월 5일) 오전 11시 30분 15초, 드디어 두 달 여 동안 전 세계를 긴장케 했던 북한의 로켓이 발사됐어요. 결론적으로 이 로켓은 북한의 주장대로 위성을 싣고 발사된 것이었다고 일본, 미국은 물론 우리 정부에서도 공식 발표를 했고요.

2월 초 일본 언론에서 북한이 무수단리 기지로 장거리 미사일인지도 모른 원통형 물체가 이송됐다는 보도를 하자, 2월 24일 북한에서는 “시험통신위성인 ‘광명성 2호’를 운반로켓 ‘은하 2호’로 쏘아 올리기 위한 준비가 진행되고 있다”고 밝혔습니다. 하지만 국제사회에서는 핵탄두가 탑재 가능한 장거리미사일이 발사될지도 모른다는 불안감에 긴장을 놓치지 않고 있었습니다.

[사진] 딥 스페이스 1호를 싣고 케네디 우주센터 발사대에서 발사되는 로켓(1998년 10월 24일) / 사진 : NASA





위성을 운반하기 위한 로켓발사와 장거리미사일 발사는 머리부분인 3단에 탑재된 물체가 위성인지 핵과 같은 무기가 되는 탄두인지 차이만 있을 뿐 발사준비 과정이나 발사돼 비행하는 과정이 유사해 구별하기가 어렵기 때문이지요. 북한이 위성이라고 밝히기는 했지만 장거리미사일을 실제 발사하더라도 위성운반체라고 주장할 가능성도 높았기 때문에 국제사회가 긴장을 놓칠 수 없었지요. 북한이 2006년 미사일과 핵실험을 강행해 유엔에서 특별한 제재를 받고 있기 때문에 이번에 또 미사일을 발사한다면 유엔의 결의를 위반한 것이라 국제사회의 제재를 받기 때문에 위성체라고 주장할 확률이 높았던 거예요.

그날 저녁 무렵 북한의 위성은 궤도 진입에 실패 한 것으로 알려졌는데, 북한 측은 궤도진입에 성공했다고 주장하고 있습니다. 그런데 1단 로켓은 동해상에 정상적으로 떨어졌지만 2단과 3단 로켓 그리고 위성체가 함께 동해상에 떨어진 것이 미군 측에 확인된 것으로 알려져 북한의 주장은 신빙성이 없어 보입니다.




* 알아보기
- 로켓은 무엇이고, 어떤 역학을 할까?
- 로켓의 발사 원리는?
- 로켓의 발사대는 적도에 가까울수록 좋다?




* 관련 단원
- 일기예보 (6학년 2학기 2단원) : 기상청에서 자료를 수집하는 방법(기상위성) 알아보기
- 태양계 가족 (5학년 2학기 7단원) : 탐사계획을 세워 봅시다
- 힘 (중학교 과학 1) : 작용과 반작용의 법칙
- 힘과 에너지 (고등학교 과학) : 작용과 반작용의 법칙




로켓은 무엇이고, 어떤 역할을 할까?




우주공간을 비행할 수 있는 추진기관을 가진 비행체를 로켓이라고 말해요. 로켓은 모든 추진제(연료와 산화제)를 내부에 탑재하고 비행을 하기 때문에 산소가 없는 진공상태의 우주에서 비행할 수 있는 유일한 운송수단입니다.

로켓이 발사되는 이유는 무엇일까요? 인공위성을 실을 수도, 핵과 같은 탄두를 실어 나를 수도 있는 것이 로켓이라고 했어요. 인공위성을 실고 가면 위성발사체가 되지만, 탄두를 장착하면 미사일인 무기가 되는 거지요. 이렇게 로켓은 다양한 역할을 하는데요, 우리 인류에게 우주에 대해 새로운 것들을 알게 해 준 것 중 하나가 바로 이 로켓입니다. 과학자들은 로켓을 이용해서 지구 주위에 인공위성을 띄웠고, 멀리 떨어진 행성에도 탐사선을 보냈어요. 사람들을 달에 데려다 준 것도 바로 이 로켓이지요. 또 전쟁 중에는 폭탄을 실어 나르는 데 로켓이 사용되기도 했습니다.

만약 로켓이 없었다면 어땠을까요? 우리는 지금처럼 우주에 대해서 많은 것들을 알지 못했을 거예요. 물론 우주정거장을 건설 할 수도, 우주정거장에 머물 과학자들을 보낼 수도 없었을 거고요. 인공위성도 띄울 수 없을 테니까 김연아 선수의 경기가 캐나다에서 열리거나 유럽에서 우리 국가대표팀의 축구 경기가 열려도 지금처럼 실시간으로 TV로 응원을 할 수 없었겠지요.

지금도 우주정거장에 체류하고 있는 과학자들에게 먹거리와 생필품 그리고 과학 장비들을 전달하기 위해 이런 물품을 가득 실은 우주왕복선이 로켓에 실려 발사되고 있지요. 친구들이 주인이 될 우주 시대에 없어서는 안 되는 것이 바로 이 로켓입니다.




로켓의 발사 원리는?
로켓이 발사되는 모습을 직접 살펴보세요. 폭발하듯 굉음과 불(사실은 불이 아니고 가스)을 내뿜을 때 로켓을 지지했던 지지대들이 치워지고 어느 순간 위로 솟아올라가는 로켓의 모습을 볼 수 있습니다.

로켓이 발사되는 장면 동영상 보기(NASA) : 우주왕복선 디스커버리호를 실은 로켓이 발사되는 모습이다.






● 뉴턴의 ‘작용과 반작용의 법칙’
로켓의 발사 원리는 뉴턴의 ‘작용과 반작용의 법칙’입니다. 연료인 액체 수소와 산화제인 액체 산소를 연소실로 보내 섞은 후 점화시키지요. 그러면 폭발로 발생된 뜨거운 기체가 분사구를 통해 뒤로 뿜어져 나가면서(작용), 로켓을 반대 방향으로 밀어내는 힘(반작용)이 생기지요. 이렇게 작용과 반작용의 원리로 로켓은 앞으로 발사되어 나가는 거랍니다.

● 로켓에 연료와 함께 산화제인 ‘액체 산소’를 함께 탑재된다.
로켓이 하늘로 올라갈수록 산소를 희박해지지요. 그런데 친구들이 모두 알듯이 물질을 태우려면 산소가 필요합니다. 산소가 부족해지면 로켓이 연료를 태우지 못하고 멈추게 되지는 않을까 걱정할 필요는 없습니다. 로켓마다 연료의 종류는 다를 수 있지만 공통적으로 싣는 게 하나 있어요. 바로 액체 산소인데요, 이 액체 산소는 연료와 함께 로켓의 연소실로 보내져 연료를 점화시키고, 연소시키는 산화제로 쓰이는 거예요. 그러니까 산소가 없는 곳으로 높이 올라가더라도 로켓에는 연료와 함께 실린 산화제인 액체산소 때문에 로켓이 원하는 방향으로 나아갈 추진력을 얻을 수 있는 거랍니다.
연료만 실고 날며 공기 중의 산소를 산화제로 쓰는 것은 제트기, 공기 중의 산소를 이용하지 않고 연료와 산화제를 함께 실고 연소실에서 연소시켜 추진력을 얻는 것은 로켓으로 구분됩니다.

[사진] 미국 플로리다주 케네디 우주센터 내 아폴로-새턴 5호 센터. 새턴 5호의 1단 추진 로켓. (cc) by Lorena & David







로켓의 발사대는 적도에 가까울수록 좋다?
우주에 인공위성을 띄운 나라들은 많지만 로켓 발사 시설을 갖춘 나라는 그리 많지 않아요. 많은 나라들이 다른 나라의 발사대를 공동으로 사용하고 있는 실정입니다. 우리나라도 이전에 발사된 로켓들은 모두 다른 나라의 발사대를 이용했던 거고요.

로켓 발사에 있어서 재미있는 사실이 또 한 가지 있어요. 바로 로켓 발사대가 위치한 곳은 각 나라에서 최대한 적도, 그러니까 위도 0°에 가까운 곳이라는 거지요. 우리나라도 남쪽 끝자락인 전남 외나로도에 항공우주센터를 만들어 올해 우리 기술로 만든 발사체를 발사하려고 준비 중인 것만 봐도 그렇지요.

그 이유는 바로 지구의 자전과 관련이 있어요. 지구는 서쪽에서 동쪽을 향해 도는데 특히 가장 볼록한 적도가 가장 빠른 속도로 돌아요. 그래서 적도에서 로켓을 쏜다면 지구의 자전으로 인해 자연적으로 보조 로켓의 구실을 하는 셈이니까 큰 이익이지요.

[사진] 발사준비가 완료된 케네디 우주센터의 발사대 (cc) by ngotoh.jpg




* 오늘의 중요 용어정리
[로켓]
우주공간을 비행할 수 있는 추진기관을 가진 비행체를 로켓이라고 말해요. 로켓은 모든 추진제(연료와 산화제)를 내부에 탑재하고 비행을 하기 때문에 산소가 없는 진공상태의 우주에서 비행할 수 있는 유일한 운송수단입니다. 로켓은 인공위성처럼 자체 추진기관이 없는 물체를 실어 우주공간으로 보내주는 일을 하지요.

[인공위성]
달은 지구의 위성이지요. 자신보다 더 큰 어떤 천체 주위를 돌고 있는 것을 위성이라고 해요. 여기에 ‘사람이 만든 것’이란 뜻으로 ‘인공’이 덧붙여진 ‘인공위성’도 달처럼 자신보다 큰 어떤 천체의 주위를 돌고 있는 인공물체를 말하는 거랍니다. 달은 자연위성인 것이고, 스푸트니크 1호와 2호는 지구 최고의 인공위성(구소련에서 1957년 10월 발사한 최초로 지구 궤도 선회를 성공함)이지요. 우리나라 최초의 인공위성은 1992년 8월 발사된 우리별 1호입니다.
지구 적도 상공에서 지구의 자전 속도에 맞추어 돌고 있는 인공위성도 있는데, 지구에서 볼 때는 늘 같은 곳에 떠 있어 정지해있는 것처럼 보이기 때문에 정기위성이라고 부릅니다.





[탐사선]
로켓에 실려 목표로 하는 천체로 날아가 그 천체의 사진을 찍고 때로는 그 천체에 사람이나 로봇을 내려주려 착륙하기도 하는 우주 비행선을 탐사선이라 합니다.
1959년에 보내진 달 탐사선에 의해서 달의 뒷면 사진을 찍는데 성공하기도 했었습니다. 매리너 10호는 1974~5년 수성을 지나며 사진을 찍은 탐사선이고, 바이킹 1호는 1976년에 최초로 화성 착륙에 성공한 탐사선이지요.

[우주왕복선, 스페이스셔틀]
우주왕복선은 로켓에 실려 우주로 나아가서는 우주정거장에 필요한 장비들을 전달하는 등 임무를 완수한 후 지구로 되돌아 올 수 있기 때문에 여러 차례 사용이 가능한 로켓 비행선을 말합니다.




* 더 찾아보아요.
☆ 인터넷으로 찾아보아요.
- 한국항공우주연구원
어린이와 청소년을 위한 페이지 등이 잘 마련되어 있어요. 한국항공우주연구원 홈페이지 곳곳을 잘 살펴보세요. 우주와 관련된 모르는 용어가 생기면 한국항공우주연구원의 용어사전을 이용하면 좋아요.


- 한국항공대 항공우주박물관
직접 찾아가 보면 더 좋지만 갈 수 없는 친구들은 인터넷을 통해 살펴보아도 좋답니다. 메인화면의 오른쪽 아랫부분에 ‘항공우주박물관 syber tour'를 클릭하시면 가상체험을 할 수 있답니다.


- 우주과학교육센터 스페이스스쿨
좀 더 쉽고 재미있게 우주과학에 대해 배울 수 있습니다.




* 한걸음 더!
☆ 우리 주변에서 로켓의 원리인 ‘작용과 반작용’이 적용되는 예를 좀 더 찾아보세요. 생각보다 아주 많습니다.




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