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[NIE 교과서 속 이야기 신문에도 있네요] 중2 과학(미래엔컬처그룹) Ⅶ. 별과 우주

중앙일보 2011.06.29 02:00 Week& 11면 지면보기



⑵별과 은하
위성 발사 때 고장 대비, 처음부터 2가지 모델 만들지요







‘사람이 우주에서 살 수 있을까?’ ‘외계인은 정말 존재하나?’…. 우주는 인간의 호기심과 상상력을 끝없이 자극하는 미지의 공간이었다. 지금은 세계 각국이 경쟁적으로 투자·연구하는 핵심 분야다. 인공위성을 이용한 기상과 재난 예보, 위치정보 제공, 방송통신 서비스 제공 등 우주기술은 이미 세계인의 생활에 깊숙이 파고들었다. 현재 세계 우주산업은 미국, 유럽, 일본 등 선진국들이 독점하다시피 하고 있다. 교과서를 통해 ‘미래를 여는 우주과학’의 연구 분야와 필요성에 대해 알아보고, 신문 기사를 보며 우리나라 우주과학의 현주소를 짚어본다.

우주로 향하는 길이 넓어지고 있다. 미국·러시아를 선두로 여러 선진국이 앞다퉈 인공위성과 탐사 우주선을 쏘아 올리며 우주개발에 박차를 가하고 있다. 일반인들의 우주관광도 꿈이 아닌 현실이 됐다. 우리나라는 1992년 8월 ‘우리별 1호’를 성공적으로 발사하면서 세계에서 25번째로 인공위성 보유국이 됐다. 현재 과학기술위성, 무궁화위성, 다목적실용위성 등 우리나라가 쏘아 올린 10여 개의 인공위성이 우주를 유영하고 있다. 24일 홍보성·남윤신(이상 대전 동산중 2)군이 한국항공우주연구원(대전시 유성구)을 방문해 우리나라 우주과학의 현주소에 대해 알아봤다.



글=박형수 기자

사진=황정옥 기자



우주과학은 통신·기상·의학 등 인간 삶에 직결



“신문이나 방송에서 보면 우주과학 분야에는 정말 돈이 많이 드는 것 같아요. 그런데 왜 그렇게 많은 돈을 쏟아붓는지 이해가 안 돼요.”(홍보성)



“과학 교과서에 실린 우주 관련 내용을 보면 신기하고 재미있지만 그것이 우리 생활과 무슨 연관이 있는지, 왜 배워야 하는지 잘 모르겠어요.”(남윤신)



두 학생의 의문점을 풀어주기 위해 한국항공우주연구원 이주희 우주과학팀장이 나섰다. 이 팀장은 “우주과학은 인간의 삶과 직결되는 분야”라며 “통신과 기상 관측은 물론 국방, 의학에 이르기까지 과학 관련 거의 전 분야가 우주과학 기술과 긴밀하게 연결돼 있다”고 설명했다.



남군은 “우주과학이란 정확히 어떤 것을 연구하는 것인가”를 물었다. 이에 이 팀장은 우주과학의 개념부터 차근차근 설명했다. 우주과학 연구 분야는 크게 행성과학, 무중력 환경을 이용한 우주실험, 우주 쓰레기 문제 등으로 나뉜다. 행성과학은 화성이나 소행성 등을 탐사해 그곳의 환경을 연구하고 인간이 그곳에서 살아남으려면 어떤 준비를 해야 하는지를 연구하는 분야다. 무중력 우주환경을 이용한 실험은 우리나라 최초의 우주인 이소연 박사가 진행하고 있다. 그가 실제 우주공간에서 실험한 데이터를 분석해 우주환경과 지구환경의 차이를 알아보는 식이다. 우주 쓰레기 연구는 수명을 다한 인공위성들이 우주에 떠돌아다니며 일으키는 문제점을 알아보는 것이다. 이외에도 연구원에서는 인공위성 개발, 인공위성 발사체 개발 등 다양한 분야에 대한 연구개발이 이뤄진다.



이 팀장은 학생들을 연구원 홍보관으로 데려갔다. 연구원이 진행하는 여러 프로젝트가 시각자료와 함께 입체적으로 정리돼 있었다. 전시물 가운데 두 학생의 눈길을 사로잡은 것은 이소연 박사의 우주실험 모습이었다. 이 팀장은 “당시 이소연 박사가 우주정거장에서 13가지 과학실험과 5가지 교육실험을 진행했고, 연구원에서는 그 데이터를 계산하고 있다”고 소개했다.









한국항공우주연구원 홍보관서 이주희 팀장(왼쪽)이 남윤신·홍보성군에게 우리나라 우주과학의 역사를 설명하고 있다. [황정옥 기자]





선진국에 비하면 걸음마 수준, 꾸준한 관심 있어야



연구원이 제작 중인 아리랑 3호기도 둘러봤다. 남군은 “인공위성이 생각보다 크고 웅장하다”고 말했다. 이 팀장은 “우주는 지구와 달리 아주 극한 상황이기 때문에 인공위성 발사 전부터 철저하게 점검해야 한다”고 말했다. 지구의 대기권 밖으로 나가면 햇빛이 닿는 쪽은 120℃, 햇빛이 닿지 않는 그늘은 영하 180℃까지 내려간다. 인공위성에 탑재된 2만 개가 넘는 장비를 보호하기 위해 내부는 첨단 단열재로 완전히 감싼다. 이 팀장은 “인공위성을 만들고 나면 2주 동안은 120℃ 이상에, 2주 동안은 영하 180℃ 이하에 노출하는 등 우주보다 더 극한 환경에서 실험을 한 뒤 테스트를 통과하면 발사한다”고 설명했다.



홍군은 “만약 위성이 고장 나면 발사를 취소하느냐”고 물었다. 이 팀장은 “인공위성은 처음 개발할 때 두 가지 모델로 만들어 이상이 생겼을 경우 언제든 다른 모델로 대체할 수 있다”고 말했다. “아리랑 1호와 2호도 아직 우주에서 업무를 정상적으로 하고 있냐”는 남군의 질문에는 “1호기는 2008년에 임무가 종료돼 산화했고 2호기는 정상 운영 중”이라고 답했다.



남군은 “수많은 첨단장비가 쓰이는 인공위성을 자력으로 만들 수 있다면 우리나라 우주과학 수준도 상당히 높을 것 같다”고 말했다. 이 팀장은 “인공위성 제작기술은 선진국에 비해 뒤떨어지지 않는다”며 “시간이 필요하겠지만 달이나 화성으로 가는 탐사선도 자력 생산이 가능한 수준”이라고 말했다. 하지만 우주과학 전 분야에서는 여전히 걸음마 단계라고 평했다. 우리가 만든 탐사선을 자력으로 쏘아 올릴 수 있는 발사체를 갖추지 못해서다. 이 팀장은 “아직 우리나라 우주과학은 외국 탐사선이 모아온 데이터를 얻어 연구하는 정도”라며 “우주과학의 미래 가치를 알고 꾸준히 인프라를 갖춰간다면 곧 선진국 수준에 이를 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

아리랑위성=지구를 관측하기 위해 개발한 저궤도 실용급 관측위성. 2000년 발사한 아리랑 1호는 해상도가 6.6m급이라 큰 건물 정도만 식별이 가능했다. 2006년 발사한 아리랑 2호는 1m급 해상도로, 아이티 지진이나 일본 쓰나미 현장의 사진도 아리랑 2호가 찍어 보내온 것이다. 개발 중인 아리랑 3호는 70㎝급의 고해상도를 자랑한다. 아리랑 5호는 이미 개발이 완료돼 올 8월 이후 발사를 앞두고 있다.

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일상생활에 들어온 우주기술



우주 탐사선을 쏘아 올리고 지구와 전혀 다른 우주의 환경을 탐구하는 우주과학 연구. 실생활과 동떨어진 연구라 생각하기 쉽다. 우리 주변을 세심히 관찰하면 항공우주기술이 숨어 있는 생활용품을 어렵지 않게 찾아볼 수 있다. 그중 대표적인 게 GPS다. 이는 미국이 지상 2만200㎞ 우주 상공에 띄워 올린 24기(3기는 예비)의 위성으로 구성돼 있다. 이들 위성이 시시각각 지상 위치를 파악할 수 있는 위치정보를 내려 보낸다. 원래는 국방용으로 개발됐으며 지금은 이동통신, 내비게이션 등에도 활용되고 있다.



밥솥·다리미·청소기에도 우주과학 기술이 숨어 있다. 고급형 스팀 다리미의 열판은 항공우주 소재인 세라믹으로 마모와 긁힘에 강해 섬유와의 마찰력을 최소화한다. 온도가 높을수록 옷감 위에서 잘 미끄러져 쉽고 빠르게 다림질할 수 있다. 청소기 안 먼지봉투는 소재가 알루미늄이다. 두 겹의 외부 표피층을 비롯해 9겹의 필터 층으로 돼 있어 안으로 들어온 먼지가 밖으로 나가지 않는다. 전기밥솥의 내솥은 항공우주 소재인 티타늄으로 처리됐다.

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2011년 4월 24일자 16면
광속의 90%로 가속하면 신물질 창조 가능해져 생명·나노·우주산업 근간



2011년 3월 9일자 E9면 밥솥 안으로 우주선이 들어갔다?



2011년 3월 9일자 8면 원자시계 탑재한 24개의 위성이 당신을 쫓고 있다



2010년 11월 2일자 33면 칠레 광부 구출 도운 우주기술

자력으로 우주개발 기술 갖추려면



우주개발에 투자하는 돈과 노력에 비해 우리가 밝혀낸 사실은 미미한 실정이다. 일본의 우주개발 대부인 사카즈메 노리오(60·가고시마우주센터 소장) 박사는 “우주개발은 돈벌이가 아니다”라며 “우주기술을 독자적으로 갖고 있느냐에 따라 그 국가의 격이 결정되는 것”이라고 강조했다. 우리나라는 지난해 나로호 발사에서 두 차례나 실패했다. 이를 놓고 책임 공방이 치열했다. 하나 마나 한 연구를 지원하느라 국민 혈세를 수조원이나 낭비했다는 비판의 목소리도 높았다. 이미 우주개발 선진국으로 발돋움한 일본도 이 같은 실패 경험이 있다. 99년 H-2로켓 발사 실패로 190억 엔짜리 발사체와 250억 엔짜리 위성이 바다에 수장된 적도 있다. 국민은 그 손실액을 연구개발자들에게 변상시키라고 난리였지만 정부는 끝까지 개발자들을 격려했다고 한다. 지금의 일본은 소행성 탐사선과 금성 탐사선을 보내고 정지궤도 위성도 자력으로 발사하는 우주대국이다.

관계기사



2011년 4월 29일자 E8면 ‘우주 예산’ 한국은 미국의 60분의 1



2011년 4월 27일자 24면 대덕 항공우주연구원 시험실의 아리랑 5호 위성



2011년 3월 11일자 E14면 일본 우주개발 대부 “우주개발은 돈벌이 아닌 국격 높이는 일”



2011년 2월 26일자 12면 ‘미국의 자존심’ 디스커버리호 마지막 우주 여행



2010년 11월 30일자 34면 과학이 나라 지키는 힘이다

이번 주 주제와 관련된 NIE 활동 이렇게













1. 우주는 사람들에게 호기심과 동경의 대상이다. 우주를 주제로 한 그림과 시 작품 등을 감상한 뒤 자신이 생각하는 우주의 이미지를 자유롭게 표현해 본다.



●작품1: 오경환 작, ‘무제C’(2010), acrylic on canvas, 117×80㎝



●작품2: 지구 뒤꼍의 거인 - 최동호(1948~)



어린 시절 우주에 거인이 살고 있다고 상상했다 / 지구를 공깃돌처럼 가지고 놀거나 / 태양을 한 점 불쏘시개로 여기는 거인 / 지구의 뒤꼍 우리 집 / 장독 감나무 옆 어딘가 내가 모르는 곳에 살고 있다고 생각했다 -후략-  (중앙일보 2011년 6월 13일자 35면 지구 뒤꼍의 거인) 



2. 나로호 발사 실패나 최초 우주인 프로젝트를 놓고 ‘한국 우주 과학의 쾌거’라고 긍정적인 평가를 하는 사람이 있는가 하면, ‘수조원을 쏟아부은 우주쇼’라며 비난하는 목소리도 적지 않다. 아래 기사를 읽고 우주 과학 연구를 어떤 시각으로 바라봐야 할지 자신의 견해를 정리한다.



●(가)NASA ‘유로파(목성의 위성) 프로젝트 추진팀’의 브레인인 제트추진연구소 전인수 박사는 이렇게 말한다.



-꼭 돈을 들여 가며 유로파에서 생명체를 찾아야 하나.



“산이 있어 거기 간다는 말이 있다. 그렇다. 인류의 지적 호기심을 충족하는 것, 그게 답이다. 그리고 우주산업을 하다 보면 인류에게 혜택을 줄 부산물도 생긴다. 예를 들어보자. 지구~태양 사이를 전파가 왕복하려면 15분, 지구~목성을 오가는 데는 1시간 걸린다. 이런 상황을 자동 지능이 해결할 수 있는데 이런 것은 나중에 민간에서 쓰임새를 찾을 수 있다.”



-유로파에서 생명체를 찾았다고 지구에 무슨 영향을 미치겠나.



“그런 질문이 있을 수 있다. 한국인들이 주로 그런 식으로 접근한다. 그 점에서 미국은 다르다. 당장 돈이 되진 않아도 미국 과학자들은 알고 싶은 것을 알려는 쪽으로 나간다.”



(중앙일보 2011년 3월 6일자 20면 “우주엔 인류뿐일까” 외계 생명체 수수께끼, 두 얼음 위성서 답 찾는다)



●(나)-우주인으로서 미래에 대한 구체적인 꿈은 없나요?



“10년쯤 뒤 방송국 다큐멘터리 팀이 저를 한번 찾아오지 않을까요? ‘우주인 이후 10년’이라는 제목 정도를 들고요. 하지만 그때 저는 무엇이 돼 있을지 모르죠. 우리나라 우주산업에 대한 투자가 늘어나고 저도 거기서 무엇인가 열심히 역할을 할 수도 있고, 애를 키우는 평범한 엄마가 돼 있을지도 모르죠.”



-우주인이 된 것을 후회해 본 적은 없나요?



“후회, 왜 없겠어요. 저는 우주산업이 최소 일본 수준은 따라갈 줄 알았어요. 일본도 이제 겨우 시작이니까요. 그런데 그럴 기미가 보이지 않아요. 하지만 그것을 이끌어 내는 것이 제 임무겠죠? 국민으로 하여금 우주에 대한 관심과 과학기술에 대한 애정을 가지게 하는 멋진 수단이 되는 거죠.”



(중앙일보 2009년 1월 9일자 W7면 한국 최초 우주인 이소연)
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