전 NE 과학자 협의회장 이 충시 박사




   Vol-No : 03-2019   Author : 이 충시
8.우주여행 시대와 화성 탐험의 관찰 !(For the Space Travel Era and the Exploration of Mars ! )

newspaper update 3/15/2019



인류가 비행기를 타고 하늘을 날은지가 100년을 좀 넘겼습니다. 1903년 12월 17일,오빌 라이트(Orville Wright)가 North Carolina 키티호크 에서 6.8mile의 속도로 12초 동안 120 Feet를 날았던것이 인류 최초의 비행 이였는데, 이 한사람의 비행이, 대형으로 커져서 A380기는 525명 까지, 가능 해졌으며 이젠 ,9,500mile(15,000Km)을 날수 있으며, 지구를 넘어 우주의 세계인, 화성(Mars)에 삶의 터전과 관광개발을 위한 계획을 찾아 Tesler의’ Space X ‘ 및 Amazon의 ‘Blue Orizin’ 2경쟁사가 NASA의 협조 하에 화성(火星/Mars)에서의 연료개발과 농사 가능성을 개발중이며 , 2030년 까지 인류를 화성에 정착 시키는 작업에 박차를 가하고 있어 그 계획과 진행사항 을 관찰(觀察)하여 함께 나누고자 합니다

지난 2016년 3월부터 6월 까지의 우주발사체의 진행사항을 ,1편/The Grapevine Times, Vol.NO.: 08-08, 2/19/2016 한국형 우주선의 달 탐사는 언제쯤 가능한가, 2편/08-12 3/18/2016 , 3편/08-16,4/15/2016에서는 우주발사체의 개발, 4편/08-16, 5/27/2016에서는 우주개발 관련 역사, 5편/12.2018한국의 우주정복의 꿈,6편/1.2019 중국의 달 뒷면 안착, 7편/2.2019우주정복과 인류의 꿈을 관찰했습니다.

1.NASA 및 민간 우주회사(美國宇航局 &民間 宇宙會社/NASA & Privite Space Company)



1-1.NASA: 나사는 지난해 5월 워싱턴DC에서 열린 ‘인간과 화성 회담(Humans to Mars Summit)’에서 Fig.1.과 같이, 4단계로 인류의 화성 방문 계획을 발표했다. 이 발표는 향후 20년간 달로 가는 수많은 미션계획으로 보이며, . 1단계와 2단계는 달의 공간으로의 여러 차례 여행을 포함하며 이는 화성여행을 위한 준비 구역을 제공할 거주지의 건설을 하게 될 것이며, . 마지막 부분은 추후 실제로 화성에 탐사대원을 나르는 임무를 맡을 우주선이 될 것입니다. . 그리고 2027년에는 화성에서 1년 간 거주하는 생활에 대한 가상(Simulation)이 이뤄질 것입니다 . 3단계와 4단계는 2030년 이후에 시작되며 화성 시스템과 화성 표면에 대한 계속적인 우주탐사대원의 탐사를 위한 계획 이였습니다.

2.민간 우주회사: 민간회사는 테슬라(Tesler CEO & founder Elon Musk ) 및 아마존(Amazon founder & CEO Jeff Bezos) 두회사입니다.

2-1.Tesler회사: 테슬러사는 2002년에 Space X를 창업하여 그동안 20번 이상 발사에 성공했고 가장 열정적인 기업인은 테슬라의 엘론 머스크다... 지금 발사 준비 중인 로켓은 스페이스X가 자랑하는 '팰컨(Felcon)9'으로 미 공군의 차세대 'GPS 3' 위성을 싣고 있다.

'팰컨9'이 최초로 맡은 국가 안보 임무로. 스페이스X는 '팰컨9' 로켓을 발사해 국제우주 정거장에 화물을 보냈고 위성 60여 개를 궤도에 올렸다. 스페이스X는 2016년 9월 폭발 사고를 넘고 지금까지 36번 로켓 발사를 모두 성공시켰습니다.

엘론 머스크(Tesler * CEO.)는 화성 도시 건설 계획을 발표했다. 지구인 100명을 우주선에 태워 보내고, 앞으로 50~150년 안에 최소 100만 명을 수용하는 자급자족 도시를 만들겠다는 내용입니다. '화성(Mars)'에서 호기심을 자아냈던, 화성의 바람 소리를 탐사선 '인사이트 (InSight)'가 잡아내 우리에게 들려주었는데 이는. 지구로부터 3억 1천만mile의 바람 소리조차 신기하게 다가오는 지금, 화성 도시 건설은 상상에 가까워 보이나 스페이스X는 목표를 전진하고 있습니다. *CEO: Chief Executive Officer.(최고 경영자).

많은 사람을 태우고 우주를 비행하려면 우주선이 커야 한다. 2018년 2월 의미 있는 도전이 성공했다. 스페이스X의 '팰컨 헤비호(Falcon Heavy)' 발사다. 이는 '팰컨9'을 개량한 것으로 무려 64톤의 화물을 실을 수 있다. 지금까지 만들어진 민간발사체 중 가장 크며. 스페이스X는 훗날 화성까지 물자를 보낼 수 있게 로켓의 용량를 키워나가고 있습니다.

2-2팰컨(Falcon).엔진 재사용 성공: 화성에 가기 위한 또 한가지 핵심은 '로켓 재사용' 기술이다. 보통 로켓은 1단 엔진이 어느 정도 연소하면, 보조 추진체는 떨어져 나가 수명을 다한다. 하지만 '팰컨9'은 다르다. 우주로 향하던 보조 로켓이 역할을 다하면 발사 기지로 돌아와 가볍게 착륙한다. 우주로 갔다 돌아오는 로켓의 모습은 평가 그대로 경이롭다.

로켓을 재사용하면 비용을 줄일 수 있는데 6천만 달러 수준인 비용을 앞으로 3년 안에 10분의 1로 줄이는 게 스페이스X의 목표다. 엘론 머스크(Elon Musk CEO)는 "1,000번까지 쓸 수 있는 로켓을 개발하게 되면 발사 비용을 5만 달러까지 줄일 수 있다"고 했다. 한 번 쏘고 버리던 로켓을 비행기처럼 계속 쓸 수 있게 만들어 진정한 우주여행이 가능케 하여 지난해 3월 처음, 이 기술에 성공한 뒤 로켓 하나를 세 번까지 쓰는 데 성공했습니다.

2-3.Amazon (Jeff Bezos CEO):.로켓 재사용에 처음 성공한 회사는 제프 베이조스(Jeff Bezos CEO)의 블루 오리진(Blue Origin)이었다. 3년 전 일이나, 스페이스X보다도 2년 빨랐다. 블루 오리진의 '뉴 셰퍼드(New Shepard)'도 재활용 로켓이다. 블루 오리진도 최근 1년 사이 10여 차례 로켓을 발사했다. 공교롭게도 스페이스X의 '팰컨(Falcon)9'과 나란히 발사를 준비 중이어서 갈수록 치열하게 우주경쟁을 펼칠 것을 예고하는 듯 합니다.

블루 오리진(Blue Origin)은 일반인 우주여행 프로젝트도 준비 중이다. '뉴 셰퍼드(New Shepard)' 캡슐에 승객들을 태워 내년부터 티켓을 판매할 계획으로 구체적인 일정과 비용은 약 1인당 3억 원 정도로 예상된다.고 합니다 제프 베이조스(Jeff Bezos)는 지난 5월 국제 심포지엄에서 "인류는 달로 되돌아가야 한다. 그리고 이번에는 달에 체류해야 한다"며 "달에 인류의 항구적 거점을 구축하겠다"고 밝혔습니다.

3.화성의 개발(火星 開發/The Development of Mars)

일단 태양과 가까운 행성은 너무 덥고, 먼 행성은 너무 추워 사람이 거주하기 어렵다. 수성은 태양과 가장 가까운 행성으로 물과 공기가 거의 없다. 따라서 기온의 변화폭이 영하 180 도에서 400도까지. 발생한다. 금성은 대기 대부분이 이산화탄소가 차지하고 있어 온실효과가 크다. 지표 온도는 450도까지 오르고 압력도 지구보다 90배 높아 사람이 사는 것은 거의 불가능하다. 목성은 가스형 행성으로 사람이 살기 부적합하다

3-1. 화성을 제2의 지구로 탐사이유(火星探査 理由): 화성 토양을 통해 식물을 재배하는 것은 중요하다.식물 재배가 중요한 이유는 화성에 생체순환(Bio-circulation) 시스템을 만들 수 있다는 기대감 때문이다.더불어 폐쇄되고 불안정한 환경에 놓인 인간들에게 심리적 안정감도 가져다 줄 수도 있다. 이 때문에 화성에서 식물이 재배가 가능해, 진다면 지구인들의 화성 이주도 가능할 수 있다..

다만 화성의 토양에는 식물 생장에 필수적인 질소가 포함돼 있다는 것은 희망적이다. 이미 NASA는 인공토양을 만들어 토마토나 밀 등 식물재배에 성공한 바 있다. 이는 달이나 화성에서 가능한, 식물을 재배할 수 있는 일부 폐쇄된 공간을 마련 했다는 것에 큰 의미가 있다. 인간 삶의 필수적인 물도, 화성 토양에 일부 포함돼 있다. 다만 화성의 물은 염도가 높아 식수나 식물 재배에 활용할 수 있는 또 다른 여과 기술을 적용해야만 한다

3-2.화성 자원으로 연료추출 관찰(火星 資源 活用):
나사의 쿠르트 로이트(Kurtloight)엔지니어는 *IEEE(전기전자 전문업체)에 기고한 글을 통해 “일부의 추정에 따르면 오늘날의 로켓이 지구에서 화성까지 1kg의 연료를 수송하려면 225kg의 연료를 태워야 한다”라고 썼다. “해결할수 있는 유일한 방법은 물과 산소 및 연료를 현장에서 공급하는 것입니다”라고 말했다.
우주선의 연료문제는 나사의 심우주 계획추진 과정에서 직면한 가장 큰 문제 가운데 하나로 꼽힌다.** ISRU(나사의 자원 활용센타)는 전기분해 방식으로 토양에서 물을 추출해 이를 물(水) 구성 분자인 산소와 수소로 쪼개는 방식으로 작동한다. 그런 다음 이 수소를 화성 대기의 탄소와 결합시켜 메탄을 생산한다. 이 메탄은 일부 엔지니어들에 의해 미래의 로켓 연료로 알려져 왔습니다.(다음편에 연재). *IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers, **ISRU:In Situ Resource Utilisation.

다음 편에도 아리랑을 뒤로 미루고 화성의 정복을 서두르는 일반 기업체인 ‘스페이스X (Space-x)’ 및 ‘버진 갤럭틱(Virgin Galactic)’의 지구 대기(大氣圈) 까지의 여행 InSight, JPL 그리고 한국의 천리안2A의 성공과 계획등의 진행사항을 연재 하고자 합니다

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