우주선은 달에서 어떻게 출발하나?

[인생내공 / 천체물리] 우주선은 달에서 어떻게 출발하나?

Q : 인간의 달착륙에 대해서 못믿겠다는 음모론이 있지? 난 그 음모론을 믿는 건 아닌데, 좀 이상한 게 있어. 일단 우주선이 달에 갔다고 치자구. 그런데 달에서 어떻게 다시 지구로 오지? 지구에서는 엄청난 크기의 발사대가 있고 강한 추진력으로 하늘로 날아 오르는데, 달에는 그런 시설이 없잖아? 난 그게 가장 궁금해.

A : 달의 중력은 지구 중력의 약 1/6밖에 되지 않아. 이러한 저중력 환경에서는 지구에서처럼 강력한 추진력이 필요하지 않지. 따라서 달의 표면에서 이착륙선이 이륙할 때에는 지구에서 사용하는 것보다 훨씬 적은 추진력이면 충분해. 이착륙선은 달의 저중력 환경을 이용하여 상대적으로 적은 연료를 사용해도 지구로 돌아올 수 있는 충분한 추진력을 얻을 수 있다구.

Q : 저중력이 중요한 역할을 하는 건가? 좀 더 자세히 설명해줘.

A : 달에 착륙한 이착륙선은 크게 두 부분으로 구성되어 있어. 하나는 달의 표면에 착륙하고 다시 이륙하는 이착륙선이고, 다른 하나는 달의 궤도에 머무르는 지휘선이야. 이착륙선은 달의 표면에 착륙한 후, 탐사활동을 마치면 다시 이륙하여 지휘선과 도킹해야 해. 이때, 이착륙선은 달의 표면에서 이륙하기 위해 달의 중력을 이겨내야 하므로, 이를 위한 엔진과 연료를 갖추고 있지.

Q : 아, 그럼 달에 착륙한 이착륙선이 지휘선과 도킹하기 위해 떠오를 때는 로켓엔진을 사용하는 거야?

A : 응, 달의 표면에서 이착륙선이 이륙할 때 로켓 엔진을 사용해. 이착륙선의 엔진은 연료를 연소시켜 발생하는 가스를 높은 속도로 방출함으로써 추진력을 얻지. 이러한 방식으로 이착륙선은 달의 중력을 이겨내 상승하는 거야. 달의 중력이 약하기 때문에, 상대적으로 적은 양의 연료만으로도 이륙이 가능하고.

Q : 그럼, 그 다음에 지휘선과 도킹하는 건가?

A : 이착륙선이 달의 표면에서 이륙하여 상승한 후, 달의 궤도에 있는 지휘선과 도킹을 해야 해. 도킹은 두 우주선이 서로 연결되는 과정인데, 이착륙선과 지휘선이 정확하게 연결되기 위해서는 매우 정밀한 조작이 필요하지. 이착륙선은 지휘선에 접근하여 서로 연결된 상태로 만들며, 이때에도 엔진을 사용하여 속도를 조절하고 방향을 제어하지.

Q : 도킹이 아주 예민한 작업이겠다. 도킹한 다음에는 지구로 돌아오는 거네?

A : 지휘선과의 도킹이 완료된 후, 지휘선은 지구로 돌아오는 여정을 시작하지. 지휘선은 연료를 사용하여 지구로의 귀환에 필요한 추진력을 얻어. 이 과정에서도 엔진이 사용되며, 지휘선은 지구의 궤도로 진입하여 최종적으로 지구에 착륙하는 거란다.