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Q. 사고를 당해 우주선에서 홀로 떨어진다면 A. 아무도 구해주지 않으면 끝없이 빙글빙글

‘그래비티’는 우주에 대한 사실적인 묘사가 돋보이는 영화다. 영화를 관람한 미 항공우주국(NASA)의 우주인이 “너무나 정확해 소름이 끼친다”고 말했을 정도다. 영화를 보고 궁금할 법한 과학적 의문들을 한국항공우주연구원의 이주희(왼쪽) 우주과학팀장, 김해동 IT융합기술팀장과 함께 풀어 봤다.

→우주 공간에 나가는 것은 얼마나 위험한 일인가.

-우주 공간은 마이크로중력 환경(무중력 환경), 초진공 환경, 우주방사선 환경이다. 극저온과 고온의 큰 온도차가 있고 우주 파편과 미소유성체가 상존해 생명체가 아무런 보호장비 없이 생존하는 게 불가능하다. 고도 약 350㎞의 우주 공간에서 지구궤도를 돌고 있는 국제우주정거장(ISS)의 속도는 초속 7.7㎞ 정도다. 이러한 속도로 움직이는 우주정거장이나 우주인들에게 우주 파편 등과 같은 물체가 충돌을 한다면 생명체의 안전은 당연히 보장할 수 없다. 실제로 우주정거장에서는 우주 파편 등과의 충돌을 피하기 위해 궤도를 조정하기도 한다.

→작은 우주 파편도 아주 위협적인 것으로 묘사되는데.

-우주왕복선이 다니는 고도에서의 위성이나 우주 물체의 속도는 초속 7.5~7.7㎞ 정도다. 만일 두 물체가 정면으로 마주 보면서 부딪치면 충돌 시 상대적인 속도는 초속 15㎞ 정도가 되고, 옆에서 비스듬히 부딪치면 초속 10~15㎞ 정도가 된다. 지름 10㎝인 물체가 우주선에 충돌할 때 충격량이 소형 자동차가 시속 50㎞ 이상으로 달려가서 부딪치는 것과 비슷하니까 매우 위험한 셈이다.

→스톤 박사는 뜻대로 움직이는 데 많은 어려움을 겪는다.

-우주복이 무거워서 어려운 게 아니라 무중력 환경이라 어려운 것이다. 무중력 환경인 우주 공간에서도 여전히 관성력이 존재하기 때문에 우주인은 많은 제약을 받는다. 지상에서도 줄에 매달려 움직일 때는 우리가 의도하는 방향으로 움직이기 어렵지 않나. 우주 공간에서는 힘을 가하는 방향과 반대 방향으로 움직이기 때문에 낯선 무중력 환경에 적응하기 위해 우주인들은 무중력 환경 적응 훈련을 한다.

→사고를 당한 스톤 박사가 빙글빙글 구르며 우주선에서 멀어지는데, 아무도 구해 주지 않으면 어떻게 되나.

-초진공 환경의 무중력 상태에서는 공기 저항이나 마찰력이 없기 때문에 한 번 회전 운동을 하던 물체는 계속해서 그 상태가 유지된다. 따라서 별도의 행동을 취하지 않는다면 계속 빙글빙글 회전하게 된다.

→소화기를 발사해 추진력을 얻는 장면이 나오는데.

-추진력은 뉴턴의 ‘작용과 반작용의 법칙’으로 이야기할 수 있다. 첫 번째 물체가 두 번째 물체에 힘을 작용하면 두 번째 물체 역시 크기가 같고 방향이 반대되는 힘을 작용한다. 소화기가 분사될 때는 발생하는 기체에 의해 소화기가 반동하며 가속하게 된다. 가속을 방해하는 마찰력이나 공기 저항이 없는 우주 공간에서는 가능한 이야기가 되겠다.

→우주인이 다른 사람의 도움 없이 바깥에서 우주선의 문을 열 수 있나.

-우주인들은 밖으로 나가기 전에 우주정거장에 있는 내부 모듈의 환경을 진공 상태의 우주 공간과 같게 만들어 둔다. 우주인이 사전에 우주선이나 우주정거장의 내부 상태를 우주 공간과 같게 해 놓았다면 쉽게 문을 열 수 있다.

→우주에서 조난된 사례가 실제로 있나.

-현재까지는 없는 것으로 파악하고 있다.

→만약 우주에서 미아가 된다면.

-우주에서 이러한 상황을 맞게 된다면 구조를 기다리거나 죽는 수밖에….

정리 배경헌 기자 baenim@seoul.co.kr

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