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귀신같은 기계 화살, 산화신기전 목록

조회 : 5350 | 2009-12-07

귀신같은 기계 화살, 산화신기전 발사 성공!
현대적인 방법으로 제조한 세계최초의 2단 로켓임을 입증했다.





10월에 대전에서 개최된 ‘신기전 축제’의 신기전 발사 장면 연속 사진. /사진 : 한국항공우주연구원 보도자료

조선 세종 때 만들어진 우리의 전통 로켓 ‘신기전’이 다시 등장했습니다. 한국항공우주연구원(원장 이주진․이하 항우연) 채연석 박사팀이 연구 끝에 신기전을 비롯한 우리 조상들이 남긴 고대 로켓들 복원하는데 성공했다는 소식이 있었습니다. 지난 11월 27일 경기도 교통안전공단 자동차성능연구소 주행시험장에서 펼쳐진 신포 및 신기전의 시험발사에서 성공했다고 항우연이 보도 자료를 통해 밝혔습니다.




항우연은 2009 국제우주대회(IAC) 대전 개최를 맞아 ‘신기전’을 복원해 발사하는 ‘신기전 축제’를 지난 10월 개최했었습니다. 하지만 발사장소의 제한 등으로 복원된 신기전의 충분한 성능시험이 이루어지지 못해 11월 27일 성능 시험이 진행되었던 것입니다.

항우연에 따르면 산화신기전은 ‘불을 사방으로 흩어트리는 신기전’으로 세계 최초의 2단 로켓이라고 합니다. 지금까지 세계에서 가장 오래된 2단 로켓은 루마니아의 콘라드 핫사(Conrad Haas)가 1529년에 만든 것이라고 알려져 있었습니다. 하지만 산화신기전의 발사 성공으로 루마니아의 로켓보다 80여 년이나 앞선 조선에서 만들어진 이 로켓이 세계 최초의 로켓임을 증명한 셈입니다.
지난달 27일 모두 3기의 산화신기전이 발사됐는데, 첫 번째는 실패했고 나머지 2기는 발사각도를 조절한 뒤 발사돼 400m 이상을 날아간 뒤 2단 점화에까지 성공했습니다. 또 이날 신포(적군이 침입을 알리기 위해 신호를 보내는 포)도 같이 발사됐는데 소리 측정 결과 반경 10km 이내에 사는 주민들에게 충분히 알릴 수 있었던 크기의 소리 값이 측정됐습니다.

신기전은 조선 세종 때인 1448년에 개발된 소 신기전, 중 신기전, 대 신기전, 산화 신기전 등 모두 4가지 종류의 신기전은 세종실록에 사용 기록이 남아 있습니다. 1274년 편찬된 국조오례서례(國朝五禮序例)의 병기도설(兵器圖說)에 설계도를 포함한 상세한 자료가 남아있어 복원 연구가 가능했답니다.
현대적인 로켓제작방법을 사용한 가장 오래된 로켓, 신기전. 우리 조상들의 위대한 유산, 그리고 그것을 지키고 복원하려는 후대 과학자들의 노력에 대해 좀 더 자세하게 살펴봅시다.




* 알아보기
- 신기전은 무엇이고, 언제 만들어졌을까?
- 현대적인 기술로 만들어진 최고(最古, 가장 오래된)의 로켓은?



* 관련 단원
- 소리내기 (3학년 2학기 6단원) : 옛날에는 어떻게 소리를 멀리까지 전했을까?
- 에너지 (5학년 2학기 8단원) : 에너지를 가지고 있는 것, 여러 가지 에너지 비교하기
- 연소와 소화 (6학년 2학기 5단원) : 물질이 연소할 때 필요한 것은?
- 힘 (중학교 과학 1) : 작용과 반작용의 법칙
- 힘과 에너지 (고등학교 과학) : 작용과 반작용의 법칙



- 신기전은 무엇이고, 언제 만들어졌을까?
1448년 (조선 세종 30년), 두만강 건너편에서 진을 치고 국경을 넘을 준비를 하고 있는 여진족에게 강 건너에서 불이 붙은 귀신같은 기계 화살이 날아 왔습니다. 아니 하늘을 붉게 뒤덮어 버렸지요. 15세기에 로켓으로 무장한 조선과 여진족간의 전쟁 모습입니다.

그렇게 500년이 훌쩍 지나서야 우리 과학자들이 그 대단한 ‘귀신 같은 기계 화살’을 복원해 내는 데 성공했습니다.

고려 말기인 1388년 최무선이 화통도감이라는 화학무기연구소를 세우고, 18가지에 이르는 화약무기를 만들었다고 합니다. 그 중에는 ‘달리는 불’이라고도 불렸던 ‘주화’가 있었는데 한국 최초의 로켓으로 지금의 로켓과 같은 현대적인 방법으로 제조된 것이었다고 합니다. 세종시대인 1448년 이전에는 주화라고 불렸고, 그 이후에는 ‘신기전(神機箭)’이라는 이름으로 불렸습니다. 신기전은 크게 4종류로 나뉘는데, 대신기전, 중신기전, 소신기전 그리고 산화신기전이 그것입니다. 고려의 주화는 실물이나 설계도가 남아있지 않지만, 조선의 신기전은 《병기도설》이라는 책에 비교적 상세한 기록이 남아있어 복원이 가능했습니다. 병기도설은 국내 유일의 병기설계도로 세계적인 과학기술유산으로 평가되는 책입니다.






고려시대의 주화가 세종시대에는 소․중․대․산화 신기전으로 발전한 것입니다. 신기전은 쉽게 말하면 화약의 힘으로 날아가는 화살입니다. 한지를 말아서 만든 약통에 화약을 채워 로켓엔진으로 쓰였고, 앞부분에는 화살이 장착됐습니다. 소신기전의 길이는 1m 15cm, 중신기전은 1m 45cm, 대신기전과 산화신기전은 5m 30cm 정도였습니다.

처음에는 한발씩 발사되던 소․중신기전은 1451년 문종 때 화차(火車)가 만들어지면서 100발씩 한꺼번에 발사됐다고 합니다.

특히 산화신기전의 복원은 1529년 루마니아의 콘라드 핫사가 만든 로켓보다 무려 80년이나 앞서 개발된 현대적인 방법으로 제작된 세계 최초의 2단 로켓임이 증명된 셈입니다. 산화신기전은 ‘불꽃이 사방으로 흩어지는 신기전’이란 이름 그대로 1단 로켓의 약통이 다 타고 나면 2단 로켓인 지화(地火)가 점화돼 화살이 하늘에서 이리저리 날아다니다 마지막에는 종이 폭탄이 폭발하게 설계되어 있습니다.








사진: 조선시대의 병기(兵器)인 화차. 화차는 동시에 여러 발의 소․중신기전을 발사할 수 있도록 만들어진 일종의 장갑차였다고《태종실록(太宗實錄)》에 전해지고 있다. / 사진 : (cc) by Kai Hendry








한국항공우주연구원에서 보도자료를 통해 발표한 ‘산화신기전’의 구조. 1단 로켓은 대신기전의 약통 속 화약이 다 타고 나면 2단 로켓이 점화되는 구조이다. / 이미지 : 항우연 보도자료





또 같이 복원된 고려의 신포(信砲)는 최무선이 개발한 것으로, 적이 침입했음을 알리기 위해 쏘아 올리던 포(신호를 보내는 포)였습니다. 자료가 남아있는 조선 세종 때의 철신포(鐵信砲)를 참고로 복원하였다고 합니다.









산화신기전에서 2단 로켓이 분리되는 모습(좌), 신포의 발사모습(우) / 사진 : 항우연 보도자료

[관련자료 읽기] 따끈따끈 과학 17회 <로켓은?>




- 현대적인 기술로 만들어진 최고(最古, 가장 오래된)의 로켓은?
지금까지는 현대적인 제작방법으로 만들어진 가장 오래된 2단 로켓은 루마니아의 콘라드 핫사가 1529년에 만든 것이라고 알려져 왔습니다. 하지만 이번 신기전의 복원은 우리 선조들이 이보다 80여년이나 앞서 2단 로켓인 산화신기전을 만들어 사용했음을 증명하는 것입니다.

신기전의 복원을 주도한 항우연의 채연석 박사는 “현대적인 로켓제작방법을 사용한 가장 오래된 로켓, 신기전 복원을 통해 우리민족의 우수한 과학기술 재능을 확인하게 됐다”라고 소감을 밝혔습니다.
채연석 박사의 말대로 500여 년 전, 우리 조상들이 남긴 신기전은 “밀리미터(㎜) 단위의 정확도에다 현대적인 로켓 제작방법을 사용한 당대 최고 수준의 로켓'입니다. 그 당시의 밀리미터 단위는 지금으로 치면 나노미터 수준의 아주 작은 단위까지 계산하고 설계해낸 훌륭한 과학기술이었습니다.
선조들의 멋진 과학기술 그리고 그것을 복원해 낸 오늘날의 과학자들이 참 자랑스럽습니다.

[이미지] 루마니아의 콘라드 핫사(Conrad Haas)가 1529년 2단 로켓을 설계했다. 지금까지는 이것이 가장 오래된 2단 로켓으로 알려져 있다. 1551년 그려진 콘라드 핫사의 로켓 발사 실험 장면(좌)와 그가 설계한 2단 로켓(우)./ 사진 : Sibi Web 홈페이지(www.sibiweb.de)





* 오늘의 중요 용어정리

[주화(走火)]
고려 시대의 주화(走火)는 세종때의 소신기전과 비슷한 규모로 소신기전을 기준으로 복원됐다. 화살대 길이 115cm, 약통 길이 15cm, 17g의 추진제를 사용하였다. 예상 비행거리는 100m이다.

[신포(信砲)]
고려 시대의 신포(信砲)는 적의 침입 등을 알리는 신호를 보내기 위한 것이다. 주변에 얼마나 큰 신호로 위험을 알리는가가 중요하다. 이번 복원에서는 발사 시험을 통하여 발생하는 소리의 크기를 측정하여 성능을 알아보았다. 발사장소 반경 10km이내에는 위험을 알리기에 충분한 신호값이 측정되었다.

[지화(地火)]
지화는 땅에 묻어 사용했던 로켓인데, 산화신기전의 2단 로켓으로도 사용됐다. 이번 복원 발사 시험에서는 산화신기전의 1단 로켓이 400m 가량을 날아간 후에 2단 로켓인 지화가 점화되었다.






[화차(火車)]
1451년 문종 때 개발된 화차는 장갑차의 개념으로 신기전 발사틀을 얹어 사용하면 한꺼번에 100여 발의 소․중신기전을 발사할 수 있었다고 한다.

[신기전(神機箭)]
그 길이에 따라 소․중․대신기전이 있다. 산화신기전은 대신기전과 같은 길이로 만들어 졌는데 대신기전의 약통 윗부분을 비워놓고 그곳에 로켓의 일종인 지화를 소형 종이 폭탄인 소발화와 묶어 사용했다. 지화는 1단 로켓인 대신기전이 다 탄 후 점화되는 2단 로켓에 해상된다. 이번 복원으로 산화신기전이 현대적인 제조방법으로 만들어진 세계 최초의 2단 로켓임이 증명되었다. 사정거리는 700~800m 정도로 조선군과 여진족이 대치했던 압록강과 두만강 중류지방에 있었던 4군 6진에서 사용되었다고 한다. 두만강과 압록강 중류지방의 강폭을 구글의 위성사진으로 확인한 결과 400~500m 정도로 산화신기전의 사정거리 안에 있었다.
(자료 출처 : 항공우주연구원 보도자료)





* 더 찾아보아요.
☆ 책으로 찾아보아요.

- 꿈의 로켓을 쏘다(로켓박사 채연석의 삶, 로켓, 열정) : 채연석 지음
- 로켓이야기 : 채연석 지음
- 로켓을 타고 우주로(똑똑똑 과학그림책 23, 지구.우주 - 로켓과 우주여행) : 정창훈 지음
- Why? 로켓과 탐사선 (초등과학학습만화) : 황근기 지음




* 한걸음 더!
☆ 이번에는 복원된 신기전과 현대적인 방법으로 제조된 가장 오래된 로켓으로 알려졌었던 콘라드 핫산의 로켓에 대해서만 알아봤습니다. 그 이후에 진화된 로켓에 대해서도 더 살펴보세요.




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