풍선으로 우주선을 만들다

쉽고 재밌게 배우는 우주선의 원리

2학기 실과 교육과정을 보면 운송수단의 종류와 특징에 대해 배운다. 바퀴의 운동 원리를 이용한 종이컵 자동차 및 자전거, 우주선의 원리를 이용한 풍선 우주선 등 주변의 탈 것을 관찰하고 주요 기술 몇 가지를 활용해 모형을 만드는 활동을 한다.

과학 시간에는 더 멀리 날아가는 비행기를 만들기 위해 날개의 수를 다르게 해 보고 비행기 몸통 부분의 재료도 바꿔보았다. 고무줄을 당겼다가 놓을 때 생기는 작용-반작용의 원리로 멀리 날아가는 빨대비행기를 보며 아이들은 눈빛을 반짝였고 비행기를 업그레이드한다면서 종이의 두께를 바꿔가며 비행기 날개를 만들어냈다.

교과서에 있는 실험이라고 다 해야 하는 건 아니에요. 동료교사의 부정적인 조언은 흘려듣고 비행기를 만들며 집중하던 아이들의 모습을 떠올렸다. 집안 구석에 있던 CD와 다이소 풍선을 준비한 뒤 아이들에게 어린이용 2단계 음료수 뚜껑을 가져오라고 했다. 첫날 준비물을 가져온 아이들에게 초콜릿을 나눠줬더니 둘째 날은 서너 명 빼고는 다들 뽀** 음료수를 오랜만에 먹었다느니 가격이 올랐다느니 하면서 친구들과 수다를 나누었다.

전날 오후에 사전실험을 했다. 실험 활동을 할 때는 변수가 생길 수 있으니 사전실험을 해서 예측하고 대처법을 생각해 보는 것이 좋다. 하지만 무엇보다 결과가 궁금한 것이 사전실험을 하게 만드는 요인이 된다. 글루건으로 CD에 뚜껑을 붙인 뒤 바람을 넣은 풍선을 끼웠다. 뚜껑을 올려 바람이 빠지게 했지만 좀처럼 떠오르지 않는다. 교과서 가이드북을 살펴보니 매끈한 표면에서 실험해야 한다고 쓰여있다. 움직일 때 손으로 살짝 밀어주라는 조언과 함께.

교실 바닥에 놓고 다시 뚜껑을 올렸다. 풍선 우주선은 스키를 타 듯이 부드럽게 미끄러져 나아갔다. 손을 대고 밀어보니 더 빨리 움직였다. 바람이 빠지는 소리가 더 이상 나지 않을 때 한때는 힘차게 나아가던 풍선우주선이 쭈글 해진 모습으로 멈췄다. 성공이다!

다음 날 아이들 역시 처음에는 풍선 우주선을 떠오르게 하려고 애쓰더니 스키처럼 바닥에서 움직이게 해 볼까라는 조언에 의자에서 내려와 교실 바닥에서 실험을 했다. 개중에는 펌프기가 없어서 풍선에 바람을 못 넣겠다며 친구한테 불어 달라는 아이들이 있었다. 하지만 대부분은 풍선을 받을 때부터 저학년 때로 돌아간 것처럼 얼굴 가득 웃음을 띠고 있었다. 그렇게 환하게 웃고 있으니 교실이 더 밝고 활기찬 에너지로 가득해졌다.

구체적인 대상을 보고 현상에 대한 이해를 높일 수 있는 초등생들이라 직접 만든 풍선 우주선에 더 애착을 보였다. 최근 우주에 대한 관심이 높아지고 있는데 액체산소와 수소를 연소시켜 추진력을 얻는 우주선을 모방해 풍선 바람이 빠지는 힘을 이용한 미니 우주선을 만들었다.

한국은 2021년 누리호 발사에 성공해 세계에서 7번째로 우주발사체 기술을 보유하게 되었다. 주변국들의 로켓 발사를 살펴보면 미국은 2024년 한 해 동안 145회 로켓을 발사했고 이중 134건은 스페이스 X가 주도했다. 일본은 2024년 로켓발사에 성공했으며 중국은 2025년 8월에 해상발사를 성공적으로 마쳤다. 우주진출에 대한 관심이 커져가고 미국에서는 이미 고가의 우주여행 상품도 출시되었다. 풍선우주선으로 시작한 원리학습이 아이들이 우주 진출의 꿈을 계획하는 첫 단계가 되었으면 한다.