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우주에서 뛰어내리는 스카이다이빙


2008년 북경올림픽 개막식에서는 마지막 성화봉송 주자인 리닝이 하늘을 걸으며 성화대에 불을 올렸다.
4년 뒤 2012년 런던올림픽 개막식에서는 어떤 진풍경이 펼쳐질까.
어쩌면 100km 우주에서 다이빙을 한 스카이다이버에 의해 점화될 수도 있다.

다이버는 선실의 문이 열리면 바로 우주가 나오는 ‘개방형 우주선’을 타고 100km 상공의 우주로 향한다. 다이버는 이곳에서 지구로 뛰어내린다. 2분도 되지 않아 다이버의 속도는 시속 4025km에 이른다. 이때의 높이는 약 32.5km로 대기권에 진입하는 유성이 타기 시작하는 84km를 지난 지 오래다. 다이버의 우주복 온도는 240°C까지 오르게 된다.

30km 상공을 지날 때부터 다이버는 몸을 활짝 펴 공기의 저항을 이용해 속도를 줄인다. 이때 느끼는 압력은 중력의 4.4배(4.4G)로 약 30초 동안 이를 견뎌야 한다. 다이빙 뒤 3분 20초가 지나면 다이버는 시속 193km의 속도로 10km 상공을 지나게 된다. 어쩌면 이때쯤 다이버는 안도의 한숨을 내쉴 수도 있다.

다이버는 900m 상공을 지날 때 낙하산을 펴고 천천히 지면으로 향한다. 이때는 다이빙 뒤 7분 20초가 지날 무렵이며 10분 쯤 되면 다이버는 지면에 착지하게 된다.




우주에서 뛰어내리는 스카이다이빙은 미국 우주관광 업체 ‘오비탈 아웃피터스’가 추진하고 있다. 이 다이빙을 위해 극복해야할 문제는 3가지다.

먼저 공기가 거의 없어 압력이 낮은 우주에서는 다이버가 ‘잠수병’에 걸릴 수 있다.
잠수병은 스쿠버 다이버가 깊은 바다에서 갑자기 수면으로 올라올 때 혈액의 수분이 기체로 변해 몸에 통증을 유발하거나 심하면 사망에 이르게 하는 증상이다.
우주 다이버들도 압력이 낮은 우주에서 이와 같은 위험에 노출된다.

대기권에 진입할 때 공기의 마찰로 인해 표면 온도가 올라가는 것도 문제다. 시속 4025km가 넘는 속도로 진입하는 다이버는 240°의 온도를 견뎌야 한다.

음속을 돌파할 때 생기는 충격파인 ‘소닉붐’도 피해야 한다. 다이버가 떨어지면 다이버 주변의 공기가 밀려나며 압력 차이에 따른 파동이 생긴다. 이 파동은 소리의 속도로 퍼지는데 다이버가 음속을 돌파하는 순간 파동 여러 개가 뭉쳤다 흩어지며 강한 충격파가 발생하게 된다.

충격파는 단단한 표면의 안으로 파고들어 피해를 줄 수도 있기 때문에 이에 대한 연구가 가장 절실하다.
실제로 미국 왕복우주선 콜롬비아호가 공중에서 폭발했을 때 단단한 상자 안에 들어있던 임무수행 지시서가 찢어지고 구멍이 뚫리는 일이 발생했다. 당시 미국항공우주국은 단단한 상자를 통과하던 2개 이상의 충격파가 겹치며 파손됐을 것이라 추측했다.





오비탈 아웃피터스사는 이런 문제를 해결할 수 있는 우주 스카이다이빙 장비를 개발하고 있다.
다이버가 입을 우주복은 헬멧, 장갑, 장화가 부착된 일체형이 될 예정이다.
바깥과 공기가 차단되기 때문에 내부 압력을 유지해 스카이다이버의 잠수병을 예방하게 된다.

또 우주복 안에는 액체가 순환하며 온도를 낮추는 냉각장치를 설치해 우주복이 타는 문제도 해결하게 된다. 이외에도 무중력 상태에서 이동할 수 있는 소형 가스분출기와 낙하 중 회전하는 것을 막기 위한 보조낙하산도 장착된다.

오비탈 아웃피터스사는 2009년까지 기본적인 문제를 해결할 우주복을 개발해 그해 말 36.6km 상공의 우주선에서 지구로 뛰어내리는 스카이다이빙을 실시할 예정이다. 다이빙이 성공하면 이를 토대로 충격파 흡수나 이산화탄소를 산소로 바꾸는 공기정화장치 등을 추가해 2011년에 100km 상공의 다이빙에 도전하게 된다. 2012년, 런던올림픽 경기장에 착륙할 우주 스카이다이버를 실제로 볼 수 있을 지도 모른다.
<출처:한국항공우주연구원의푸른하늘>

| 글 | 전동혁 동아사이언스 기자ㆍjermes@donga.com |



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