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화성탐사선인 피닉스(phoenix)호가 타원형 궤도로 비행한이유는? 목록

태양의 중력때문에 탈출속력까지 충분히 가속 시켜줘야 하기 때문이죠.

태양의 탈출속력은 41km/s 로,
이 정도의 태양이 잡아 당기는 힘을 극복하지 못하면, 화성에 다가갈 수 없습니다.

탈출속력이 무엇인지 짚고 넘어가야 할 필요가 있는데,
지구에서 돌을 하늘로 던졌을때, 그 돌에게는 움직이는 운동에너지와
높이가 높아질 수록 위치에너지가 생기게 됩니다.

운동에너지와 위치에너지의 합은 항상 일정한데,
이것을 보고 역학에너지 보존의 법칙이라 부릅니다.
돌이 최고 높이에 있을때, 위치에너지는
돌이 땅에 떨어져 지면에 닿을때 운동에너지와 같으니까요.

그런데, 두 에너지중 운동에너지를 더 크게 해주면 탈출속력이란 힘이 유도됩니다.

지구에서 쏘아 올린 대포 탄환이 우주로 나가게 할때,
수직으로 쏘아 올리는 것보다
지구의 둥근 것을 이용해 최대한 멀리 쏴주게 되면,
지구를 탈출할 수 있게 하는 최소한의 힘이 탈출속력의 최소값이 됩니다.

즉, 탈출속력의 최소값으로 최소한의 연료를 이용하여 화성에 가기 위함이죠.

현실적으로 화성까지 직선거리로, 이런 엄청난 힘을 한번에 순간가속하기는 매우 어렵죠.
그래서 지구를 여러바퀴 돌면서,
지구의 공전때문에 생기는 위치에너지로 피닉스호의 가속력을 얻습니다.

여담입니다만, 고대 이집트에서 피라미드를 쌓아 올릴때,
그 무거운 돌을 그냥 기중기 같은 걸로 들어 올려서 쌓지 않고,
피라미드 높이까지 흙을 쌓아서 빗면을 이용해 돌을 끌고 올라갔다죠?
마찬가지입니다.
태양이 잡아 당기는 인력때문에 단거리로 이동하면
매우 큰 출력이 필요하고, 그 출력을 감당하려면 엄청난 연료가 소모되죠.

물론, 핵연료를 사용하면 가능합니다만,
최근에는 핵연료 사용이 자연보호 차원에서 규제되고 있기 때문에,
공식적인 우주선이나 위성에는 핵연료를 가급적 탑제하지 않습니다.


출처 : 네이버 지식인

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