1.293 kg/m3
카테고리 없음 / 2016. 12. 30. 23:20
공기의 밀도
=================
1m × 1m × 1m 인 정육면체 만큼의 공기가 약 1.3kg이다.
놀랍지 않은가?
공기가 1kg이 넘는데, 우리는 무게감을 거의 느끼지 못한다.
왜 그럴까?
그 이유는 우리가 공기로 둘러쌓여있기 때문이다.
돌맹이를 공기중에서 저울로 무게를 재보는것과, 물속에서 무게를 재는것은 다르다.
물속에서는 "부력"이 작용한다.
밀도에따라 무게감이 달라진다는 말이다.
스티로폼은 공기중에서는 바닥에 떨어진다. 그러나 물속에서는 물위에 뜬다.
우주 엘리베이터
================
현재의 우주선, 인공위성은 로켓이라는 장치를 이용하여 우주로 나갈 수 있다.
이 로켓의 문제점은 유지비가 너무 비싸다는 것이다. 엄청난 양의 연료가 필요하다.
지구 탈출속도
===============
만큼 빨리 날아야 우주로 나갈 수 있다.(X)
지구 탈출 속도는 약 12km/s이다.
시속이 아니라, 초속이다.
12km × 60초 × 60분 = 약 43,200km/시속
지구상에서 가장 빠른 비행기는 마하3.3 정도이다.
미하는 음속의 몇배인지를 나타낸다.
마하3은 음속의 3배이다.
음속은 340m/s
340 × 60 × 60 × = 1,224km/시속
3배면 3,672km/시속
가장 빠른 비행기보다 30배 빨리 날아야 한다는 말이 된다.
우주 로켓이 그렇게 빠른가?
공기중에서는 불가능한 속도이나, 우주에서는 더 빨리 우주를 항해할 수도 있다.
지구에서는 아까 말한 "1.3kg의 공기속"을 비행해야 한다. 그러나 우주에서는 거의 진공 상태이다. 공기 저항이 없어, 지구탈출속도 보다도 수천배, 수만배 더 빨리 항해할 수 있다.
(우주에서는 위, 아래가 없으니, "날다" 보다는 "항해하다"는 표현이 적합하다)
우주에서는 진공이고 저항이 없어, 지구에서는 상상할 수 없는 속도로 항해할 수 있다.
그러나, 사실, 탈출속도가 아니더라도, 계속 올라간다면, 아주 느려도, 우주에 갈 수 있다.
수소, 헬륨
============
대표적으로 공기보다 가벼운 기체이다.
수소, 헬륨을 넣은 풍선은 우주로 날아간다. 지구탈출 속도는 관계가 없다.
아주 느려도 우주로 날아간다.
풍선인 경우, 올라갈 수록 풍선이 커져서, 어느 지점 이상 올라가면 풍선이 터질 수도 있다.
우주라고 하기엔 어려우나 30km는 그냥 올라간다.
우주 엘리베이터2
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만화, 애니메이션, 소설 등에서는, 대기권 밖에 엄청나게 큰 우주선이 있고, 그 우주선에서 엘리베이터가 지상까지 내려온다.
우주에서 내려오는 우주엘리이터는 우주까지의 거리인 1000km 길이보다 길어야 한다. 또한 지구 대기권의 기상현상인 바람과 벼락등에도 안전해야한다. 높은 고도에서는 엄청나게 빠른 "제트기류"가 발생할 수 있어, 엘리베이터가 끊어질 수 도 있다. 그보다도, 수백kg의 엘리베이터 본체와, 1000km의 엘리베이터 줄의 장력을 버틸 수 있는 소재는 탄소섬유밖에 없다. 사실 탄소섬유가 버틸 수 있을지도 알 수 없다.("카르빈"이 탄소섬유보다 강하다고 한다)
우주엘리베이터3
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애니메이션 건담시리즈에서는 우주로 올라가는 기둥형태의 엘리베이터가 나옵니다.
지상에서 우주선까지 파이프 형태로 연결되어 있다. 그러나 이는 사실상 불가능한 이야기이다. 가장 강력한 탄소섬유조차도 1000km의 장력을 버틸 수 있을지 알 수 없는데, 금속판같은 재료로 만든 관이 1000km를 연결할 수 는 없다.(거의 불가능한 설정)
실현 가능한 우주엘리베이터
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수소, 헬륨등으로 기구를 만들어, 우주엘리베이터로 사용하면, 적은 비용으로 우주에 갈 수 있다.
잠수함이 물속으로 잠수하고, 떠오르는 것과 같은 원리로 우주엘리베이터용 풍선 잠수함을 만드는 것이다.
현재에도 풍선형태로 고도 약 30km까지 올라갈 수 있다.
어디부터 우주라고 기준을 정하기는 어려우나, 최소한 인공위성 고도까지는 올라가야한다.
인공위성은 300km이상 올라가야한다.
30km로는 어림도 없는 높이이다.
그러나, 30km높이에서 우주선을 발사하는것과, 지상에서 발사하는것은 천지 차이이다.
지구 중력은 거리의 제곱에 비례하기때문에, 조금이라도 높은곳에서 우주선을 발사하면, 상당한 비용절감이 가능하다. 또한, 30km상공은 공기가 적어, 더빠른 속도로 발사할 수 있다고 한다.
비행기에 우주선을 실어서 고도 10km에서 우주로 발사한다는 계획도 있으나, 로켓으로 10km올라가는것보다는 저렴하겠지만, 경제성이 있을지는 의문이다.
그러나, 풍선으로 30km올라가서 발사하는것은 더 안정적이고, 비용면에서도 훨씬 저렴하다.
풍선인 경우, 잠수함처럼 가스 압축장치를 설치하면, 헬륨등의 가스를 반 영구적으로 사용할 수 있다.
물론 고도 조절도 매우 용이해진다.
요약 : 가스 압축장치가 부착된 거대 헬륨 풍선(우주 풍선 잠공함)으로 우주선을 30km높이에서 발사.
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1m × 1m × 1m 인 정육면체 만큼의 공기가 약 1.3kg이다.
놀랍지 않은가?
공기가 1kg이 넘는데, 우리는 무게감을 거의 느끼지 못한다.
왜 그럴까?
그 이유는 우리가 공기로 둘러쌓여있기 때문이다.
돌맹이를 공기중에서 저울로 무게를 재보는것과, 물속에서 무게를 재는것은 다르다.
물속에서는 "부력"이 작용한다.
밀도에따라 무게감이 달라진다는 말이다.
스티로폼은 공기중에서는 바닥에 떨어진다. 그러나 물속에서는 물위에 뜬다.
우주 엘리베이터
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현재의 우주선, 인공위성은 로켓이라는 장치를 이용하여 우주로 나갈 수 있다.
이 로켓의 문제점은 유지비가 너무 비싸다는 것이다. 엄청난 양의 연료가 필요하다.
지구 탈출속도
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만큼 빨리 날아야 우주로 나갈 수 있다.(X)
지구 탈출 속도는 약 12km/s이다.
시속이 아니라, 초속이다.
12km × 60초 × 60분 = 약 43,200km/시속
지구상에서 가장 빠른 비행기는 마하3.3 정도이다.
미하는 음속의 몇배인지를 나타낸다.
마하3은 음속의 3배이다.
음속은 340m/s
340 × 60 × 60 × = 1,224km/시속
3배면 3,672km/시속
가장 빠른 비행기보다 30배 빨리 날아야 한다는 말이 된다.
우주 로켓이 그렇게 빠른가?
공기중에서는 불가능한 속도이나, 우주에서는 더 빨리 우주를 항해할 수도 있다.
지구에서는 아까 말한 "1.3kg의 공기속"을 비행해야 한다. 그러나 우주에서는 거의 진공 상태이다. 공기 저항이 없어, 지구탈출속도 보다도 수천배, 수만배 더 빨리 항해할 수 있다.
(우주에서는 위, 아래가 없으니, "날다" 보다는 "항해하다"는 표현이 적합하다)
우주에서는 진공이고 저항이 없어, 지구에서는 상상할 수 없는 속도로 항해할 수 있다.
그러나, 사실, 탈출속도가 아니더라도, 계속 올라간다면, 아주 느려도, 우주에 갈 수 있다.
수소, 헬륨
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대표적으로 공기보다 가벼운 기체이다.
수소, 헬륨을 넣은 풍선은 우주로 날아간다. 지구탈출 속도는 관계가 없다.
아주 느려도 우주로 날아간다.
풍선인 경우, 올라갈 수록 풍선이 커져서, 어느 지점 이상 올라가면 풍선이 터질 수도 있다.
우주라고 하기엔 어려우나 30km는 그냥 올라간다.
우주 엘리베이터2
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만화, 애니메이션, 소설 등에서는, 대기권 밖에 엄청나게 큰 우주선이 있고, 그 우주선에서 엘리베이터가 지상까지 내려온다.
우주에서 내려오는 우주엘리이터는 우주까지의 거리인 1000km 길이보다 길어야 한다. 또한 지구 대기권의 기상현상인 바람과 벼락등에도 안전해야한다. 높은 고도에서는 엄청나게 빠른 "제트기류"가 발생할 수 있어, 엘리베이터가 끊어질 수 도 있다. 그보다도, 수백kg의 엘리베이터 본체와, 1000km의 엘리베이터 줄의 장력을 버틸 수 있는 소재는 탄소섬유밖에 없다. 사실 탄소섬유가 버틸 수 있을지도 알 수 없다.("카르빈"이 탄소섬유보다 강하다고 한다)
우주엘리베이터3
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애니메이션 건담시리즈에서는 우주로 올라가는 기둥형태의 엘리베이터가 나옵니다.
지상에서 우주선까지 파이프 형태로 연결되어 있다. 그러나 이는 사실상 불가능한 이야기이다. 가장 강력한 탄소섬유조차도 1000km의 장력을 버틸 수 있을지 알 수 없는데, 금속판같은 재료로 만든 관이 1000km를 연결할 수 는 없다.(거의 불가능한 설정)
실현 가능한 우주엘리베이터
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수소, 헬륨등으로 기구를 만들어, 우주엘리베이터로 사용하면, 적은 비용으로 우주에 갈 수 있다.
잠수함이 물속으로 잠수하고, 떠오르는 것과 같은 원리로 우주엘리베이터용 풍선 잠수함을 만드는 것이다.
현재에도 풍선형태로 고도 약 30km까지 올라갈 수 있다.
어디부터 우주라고 기준을 정하기는 어려우나, 최소한 인공위성 고도까지는 올라가야한다.
인공위성은 300km이상 올라가야한다.
30km로는 어림도 없는 높이이다.
그러나, 30km높이에서 우주선을 발사하는것과, 지상에서 발사하는것은 천지 차이이다.
지구 중력은 거리의 제곱에 비례하기때문에, 조금이라도 높은곳에서 우주선을 발사하면, 상당한 비용절감이 가능하다. 또한, 30km상공은 공기가 적어, 더빠른 속도로 발사할 수 있다고 한다.
비행기에 우주선을 실어서 고도 10km에서 우주로 발사한다는 계획도 있으나, 로켓으로 10km올라가는것보다는 저렴하겠지만, 경제성이 있을지는 의문이다.
그러나, 풍선으로 30km올라가서 발사하는것은 더 안정적이고, 비용면에서도 훨씬 저렴하다.
풍선인 경우, 잠수함처럼 가스 압축장치를 설치하면, 헬륨등의 가스를 반 영구적으로 사용할 수 있다.
물론 고도 조절도 매우 용이해진다.
요약 : 가스 압축장치가 부착된 거대 헬륨 풍선(우주 풍선 잠공함)으로 우주선을 30km높이에서 발사.
