우주 왕복선이 지구로 귀환할 때 대기권에서 지구로 진입하는 각도를 진입각도라고 하며, 보통 37도에서 43도의 범위 안에 존재하는 것이 가장 좋으며 보통 최적의 진입 각도라고 하면 일반적으로 40도를 말합니다. 그 이유는 각도가 대기권에 대하여 수직에 가까우면 엄청난 압력과 마찰력이 가해지게 되며, 반대로 수평에 가까우면 대기권에서 한 번에 진입하지 못하고 마치 수면 위로 던진 돌이 통통 튀듯이 계획된 궤도에서 벗어나는 사고가 벌어질 수 있기 때문입니다. 우주 왕복선은 대기권에 진입하기전 약 시속 40,000KM로 날아오며, 이 상태로 대기권에 들어서게 되면 대기와의 마찰로 인해 약 섭씨 1,650도(화씨 3,000도)까지 올라갑니다. 이때, 만일 대기권에 대하여 직각으로 하강하게 되면 속도는 가속되고 ..
화성(Mars)은 태양계에서 지구 다음에 있는 4번째의 행성이며, 붉은색을 띠기 때문에 불화(化) 자를 써서 화성이라는 이름이 붙었습니다. Mars는 서양에서 부르는 이름으로 로마 신화에 나오는 전쟁의 신의 이름입니다. 화성은 지구와 7800만 Km 떨어져 있으며, 크기는 지구의 반 정도이고, 대기의 96% 정도가 이산화탄소로 이루어져 있습니다. 인간에게 필수 불가결한 산소는 약 0.146%에 불과합니다. 아래에서는 이러한 화성에서 어떻게 인간이 숨을 쉬고 물을 먹을 수 있게 만든다는 건지 화성 식민지 계획의 구상을 살펴보도록 하겠습니다. 테슬라 전기차를 만들고 올해초 세계 최고의 갑부로 등극한 앨론 머스크는 2050년까지 인구 100만이 거주하는 화성 식민지 도시를 건설하겠다고 발표했습니다. 그가 개발..
실험실의 유리용기 안에서 오랜 시간 동안 청소하지 않아 액체였던 질산셀룰로오스 용액이 말라비틀어졌을 때 단순 사고로 이 용기가 깨졌고, 이 순간은 안전 강화유리가의 아이디어가 탄생하는 순간이었습니다. 에두아르 베네딕티스(Edouard Benedictus, 1878~1930)는 프랑스의 과학자로 실험실에서 작업을 하는 도중 실수로 책상 위에 있던 유리 플라스크를 건드려 바닥에 떨어 트렸습니다. 그런데 예상과는 달리 그 플라스크는 유리 파편이 사방으로 튄 게 아니라 그 형체를 깨지지 않았을 때와 비슷하게 파손된 상태에서도 유지하고 있었습니다. 내용물을 살펴보니 그 플라스크 용기는 질산 셀룰로오즈 용액을 담아 두었던 플라스크인데 오랜 시간 방치된 탓에 꾸덕꾸덕하게 굳어 있었고, 질산 셀룰로오즈 막이 형성되어 ..
아리스토텔레스는 물체의 낙하속도는 질량에 비례하므로 10kg짜리 쇠구슬은 1kg짜리 쇠구슬보다 10배의 빠른 속도로 낙하한다고 하였습니다. 그 후, 갈릴레이는 "10kg짜리 쇠구슬과 1kg짜리 쇠구슬을 끈으로 묶어서 떨어 트리면 아리스토텔레스 이론에 의하면 10kg까지 쇠구슬보다 더 무거운 11kg 쇠구슬 연결체는 더 빨리 떨어져야 하지만, 오히려 더 느려진다."라고 반박했습니다. 그리고, 10kg짜리와 1kg짜리 쇠구슬은 거의 같은 속도로 떨어진다고 하였습니다. 지구에서 낙하하는 모든 물체는 공기와 마찰하는 공기저항을 받게 됩니다. 대기와의 마찰시 물체의 속력은 일정한 값 이상으로 빨라지지 못하는 데 , 낙하 시에 가속도가 붙어도 공기와의 저항으로 인하여 더 이상 빨라질 수 없는 한계 속력을 '종속력'..
다이아몬드는 흔히 탄소가 엄청난 고온, 고압의 상태에서 오랜 시간을 거쳐 자연적으로 형성되며, 대부분의 다이아몬드 원석은 불순물이 혼합되어 상품성이 없다고 합니다. 그런데, 흑연같은 탄소 덩어리가 오직 고온, 고압만으로 다이아몬드가 된다면 인공적으로 설비를 갖춰 고온, 고압의 환경을 만들고 탄소 가루나 탄소 덩어리를 그 안에 넣으면 다이아몬드가 되는 것 아닌가 하는 분들도 계실 것입니다. 이것은 사실이고 실제로 그렇게 대부분의 인공 다이아몬드가 제조됩니다. 단지, 대부분은 산업용으로 쓰이게 되고 보석용으로 제조되더라도 천연 다이아몬드의 가격에 10분의 1 수준을 넘지 못합니다. 또한 단지 비슷한 외형만을 지닌 큐빅이나 인조 다이아몬드와 합성 다이아몬드는 완전히 다른 것입니다. 합성 다이아몬드는 모든 구조..
한 여름 장마철이 지나가고 뜨거운 계절이 시작됩니다. 그런데 비닐하우스의 지붕에 빗물이 고인 부분을 그대로 방치한다면 이는 블록 렌즈의 모양과 흡사합니다. 그 이유는 고인 빗물의 무게 때문에 비닐이 아래로 쳐지면서 자연스럽게 볼록한 렌즈 모양으로 형성되기 때문입니다. 그러면 고인 빗물은 모두 증발하기 전까지 그리고 해가 지기 전까지는 볼록렌즈와 같은 작용을 하게 됩니다. 빛이 모아지면서 하우스 내부의 특정 지점에 초점이 형성되게 됩니다. 이때, 초점이 형성되는 위치에 발화하기 좋은 건조한 자재들이나 인화성 물질들이 있다면 굉장히 위험한 상황이 벌어질 수 있습니다. 그러나, 아래와 같은 두가지 이유로 화재로 까지 이어지기는 쉽지 않습니다. 첫째로, 태양은 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지게 되므로 비닐하우스의 특..
숲이 울창한 공원이나 산을 걷다 보면 얼마 지나지 않아 집에 있을 때와는 다르게 기분이 업되고 차분해지는 느낌을 받게 됩니다. 집을 나서기 전에는 공원이나 산에 가기 귀찮을 수도 있지만 일단 가고 나면 마치 수학 공식처럼 얼마 지나지 않아 편안해 지는 감정을 몸으로 느끼게 됩니다. 그 이유는 도대체 뭘까요? 그 대답은 바로 피톤치드입니다. 피톤치드는 단일 물질이 아니라 여러가지의 화학 성분이 복합적으로 들어 있는 물질입니다. 콕 찍어 말한다면 바로 피톤치드의 성분 중 하나인 테르펜(terpne)이라고 부르는 물질 때문입니다. 피톤치드에는 C10H16, C16H24, C24H32 등과 같이 다양한 성분들이 함유되어 있는 데 이들 중 테르펜의 화학식은 C10H16입니다. C10계열을 모노 테르펜, C15계열..
기원전 6천년경 이전에는 바퀴의 개념이 없었습니다. 바퀴와 비슷한 것으로 돌을 조각하기 위해 큰 돌을 운반해야 할 경우에 큰 돌의 아래에 여러 개의 통나무를 깔면 조금 더 쉽게 옮길 수 있다는 것을 인지하고 이런 방식으로 돌을 옮기는 바퀴 비슷한 나무가 쓰인 것이 최초입니다. 영국의 스톤헨지, 이집트의 피라미드, 한국의 고인돌은 모두 이 방식이었을 것입니다. 그러다 나온 것이 나무로 만든 바퀴입니다. 나무로 만든 썰매와 나무로 만든 바퀴가 거의 동시에 나왔습니다. 간단히 나무를 둥글게 잘라서 구멍만 뚫어 놓은 모습이 아마도 최초의 바퀴의 모습이었을 것입니다. 처음에는 나무를 축을 포함해서 둥글게 깎아 일체형으로 사용하다 구멍을 뚫고 축과 분리하는 것이 더 효율적인 것을 알게 되었고, 여기서 더 진화해서 ..