챌린저호의 우주비행사 매콜리프 선생님이 우주에서 보내온 편지
1969년, 전 세계인이 지켜보는 가운데 미국의 닐 암스트롱이 인류 최초로 달 착륙에 성공한다. 이후, 우주탐사를 향한 시도는 가속화됐고 우주왕복선 발사도 여러 차례 시도된다. 그중에서도 우리의 뇌리에 깊이 박혀 있는 우주왕복선은 바로 챌린저호다. 1986년 1월 28일, 챌린저호는 10번째 임무를 수행하기 위해 승무원 7명을 싣고 우주로 발사된다. 하지만 비극적인 사고로 발사 직후 폭발하고 탑승했던 승무원 전원이 사망한다. 미국의 한 고등학교 선생님인 매콜리프도 희생자 중 하나였다. 그녀는 우주비행에 성공하면 학생들에게 우주수업을 할 예정이었다. 이 책은 매콜리프 선생님이 우주에서 보내온 편지로 서두를 시작한다. 그녀가 우주로 날아간 순간부터 40여 년이 지난 지금, 우주를 향한 인류의 기술력은 크게 발전했다. 1장에서는 우주발사체가 어떻게 탄생되고 발전해왔는지를, 2장에서는 우주로 가는 새로운 방법인 우주엘리베이터에 대한 지식을 알려준다. 3장에서는 우주엘리베이터로 이룰 수 있는 다양한 우주환경을 제시한다. 실패는 무언가를 이루기 위해 필연적으로 거쳐야 하는 과정이다. 인류는 매콜리프 선생님과 같은 희생자들의 열정과 꿈 덕분에 여기까지 달려왔고 앞으로도 달려나갈 것이다.
우주로 가는 또 다른 방법, 우주엘리베이터
챌린저호가 눈앞에서 폭발하는 장면을 본 세계인들은 큰 충격에 빠졌다. ‘보다 안전하게 우주로 가는 방법은 없는 것일까?’, ‘우주여행을 아파트를 오르듯 편안하게 할 수는 없는 것일까?’ 이런 절박함과 의문 속에서 탄생한 상상이 바로 우주엘리베이터다. 말 그대로 엘리베이터를 탑승하듯 우주를 오갈 때 편안하게 이동할 수 있는 최첨단장치를 말한다. 상상은 어디까지나 자유다. 하지만 이를 실현하려면 엄청난 자본과 기술력이 뒷받침되어야 한다. 수많은 우주과학자들이 우주엘리베이터의 실현가능성을 말한다. 우주엘리베이터가 건설되고 안전한 이동수단으로 인정된다면 우리는 다양한 우주환경을 누릴 수 있게 된다. 달중력 기지를 비롯해 우주호텔에서 낭만적인 우주체험을 할 수 있고, 우주공장에서는 새로운 식량 생산이 가능해진다. 이게 정말 가능한 일이냐고 반문하시는 분들도 있을지 모른다. 그렇다면 이 책을 펼쳐보자. 생각보다 상상의 실현이 눈앞에 다가왔다는 것을 실감할 수 있을 것이다.
1장 로켓을 타고 우주로
로켓은 어디서부터 시작되었을까?
폭죽으로 시작하는 중국의 새해맞이 015 I 대나무를 태워 괴물을 물리친 노인 018 I 로켓의 조상은 대나무 조각? 021
현대 로켓은 어떻게 탄생했을까?
폭죽에서 무기가 된 화약 024 I 현대 로켓의 탄생 028 I 진정한 현대 로켓의 아버지 폰 브라운 032 I 독일이 만든 최초의 로켓 무기-V2 036
현대 로켓은 어떻게 발전해 왔을까?
폰 브라운과 V2 로켓의 운명 040 I 소련의 스푸트니크 1호와 미국의 망신 044 I 폰 브라운의 야심작 새턴 V 로켓의 탄생 049 I 미국의 극적인 역전과 새로운 도전 052 I 새로운 형태의 탐사선 등장 055
로켓을 타는 것은 안전할까?
매콜리프가 탄 마지막 우주왕복선 챌린저호 060 I 챌린저호의 사고 원인 064 I 목숨을 담보로 한 위험한 발사 066 I 지구로 돌아오는 게 더 위험하다! 069 I 끊임없이 발생하는 착륙 과정의 사고 073
2장 우주로 가는 또 다른 방법 - 우주엘리베이터
드디어 우주엘리베이터가 완성됐어요! 081
하늘을 오르는 방법
인간 탑 쌓기 084 I 신이 되고 싶은 인간의 욕망, 바벨탑 086 I 잭과 콩나무, 해와 달이 된 오누이 087
우주엘리베이터의 역사
치올...코프스키의 에펠탑 092 I 유리 아르츠타노프의 케이블 094 I 제롬 피어슨의 우주엘리베이터 095 I 에드워드의 실현 가능한 우주엘리베이터 096
우주엘리베이터의 구조
인간의 편리한 도구, 엘리베이터의 구조 101 I 주엘리베이터는 어떻게 생겼을까? 103 I 우주엘리베이터의 케이블은 무엇으로 만들까? 108 I 탄소나노튜브의 발명 111 I 우주에서 전기는 어떻게 사용하지? 113
우주엘리베이터의 건설
케이블은 어떤 곳에 묶어야 안전할까? 116 I 우주엘리베이터의 본부, 지오스테이션 119 I 상상을 현실로! 우주엘리베이터의 건설 과정 121
3장 우주엘리베이터의 미래
2233년 11월 25일 제목 : 소원 별똥별 뿌리기! 129
인류가 고대하던 우주여행의 시작
우주 스카이다이빙과 별똥별 만들기 체험 134 I 우주에서 일몰 체험을? 138 I 무중력 요리를 맛보며 무중력 투어를! 141 I 가벼워진 몸을 느낄 수 있는 화성 중력 체험 145 I 물이 귀한 우주에서 수영을 할 수 있다? 148 I 우주에 내 발 도장 남기기, 달파크 체험 152 I 달에서 즐기는 농구와 탁구는 어떨까? 154
인류의 새로운 희망, 우주공장
우주의 식량 보급지, 우주공장의 건설 159 I 우주농장에서 자란 식량으로 우주요리대회를! 161 I 우주공장의 장점 165 I 다양한 설계가 가능한 우주공학 168 I 전기 사용이 자유로운 우주 171
끝없는 인류의 여정, 우주탐사
저궤도 위성 게이트 176 I 화성에서 살 날이 곧 실현된다! 178 I 우주엘리베이터의 종착지, 펜트하우스 터미널 179 I 우주광산으로 인류의 새로운 꿈을 꾸다! 182 I 달에도 우주엘리베이터를 만들 수 있을까? 184
인류의 미래를 향한 출발
우주엘리베이터의 출발, 지구포트 187 I 출발! 우주로!! 189
A2 로켓은 3.5km까지 올라갔어요. 서울 잠실에 있는 롯데월드타워(555m)의 6배가 넘는 높이죠. 하지만 아직 무기로 사용할 정도는 아니었어요. 폰 브라운은 계속해서 로켓의 성능을 발전시켰어요. 그리고 드디어 전쟁에 사용할 수 있는 로켓을 개발했어요. 이 로켓이 바로 V2예요. V2 로켓은 제2차 세계대전이 한창 벌어지고 있던 1942년에 완성되었어요. 여기서 ‘V’는 ‘복수의 무기(Vergeltungswaffe)’라는 뜻이에요. 제1차 세계대전에서 패했던 독일이 연합국에 복수하겠다는 의미로 붙였어요. V2 로켓은 실제 전쟁에 사용된 최초의 현대식 로켓이었어요.
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로켓을 타고 우주로 나갔다가 돌아오는 과정은 생각보다 안전하지 않아요. 우리가 일상생활에서 경험할 수 없는 빠른 속도에 몸을 맡겨야 하죠. 그리고 문제가 생겨도 이를 해결할 시간이 충분히 주어지지 않아요. 앞에서 살펴본 것처럼 얇은 고무링이나 작은 단열재 때문에 우주선이 폭발하고 사람이 죽을 수 있어요. 속도가 빠르지 않았다면 생기지 않았을 사고였죠.
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치올코프스키는 로켓의 이론을 연구하고 우주엘리베이터의 아이디어를 창시한 최초의 연구자예요. 그는 우리가 우주로 나아가야 하는 이유에 대해 아래와 같은 명언을 남겼어요. “지구는 인류 문명의 요람이다. 그러나 누구도 요람에서 평생을 살 수 없다.”
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정지궤도의 또 다른 특징은 이곳이 중력과 원심력이 상쇄되어 무중력을 경험할 수 있는 곳이라는 점이에요. 그래서 지오스테이션이 건설되면 그 공간은 다양한 용도로 사용될 수 있어요. 대규모 관광객을 위한 럭셔리 우주호텔, 과학자들을 위한 무중력 우주실험실도 만들어지고 기업들을 위한 무중력 공장도 건설될 수 있어요.
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우주엘리베이터가 만들어지면 제일 가슴이 설렐 사람들은 우주여행을 기대하는 사람일 거예요. 이제까지 비싼 돈을 들여가며 위험하고 견디기 힘든 로켓을 타고 가던 것을 편리하게 엘리베이터로 오를 수 있기 때문이죠. 그리고 회사 입장에서도 우주엘리베이터를 만들 때 많은 돈이 들었기 때문에 관광 산업을 통해 수익을 내야 하죠. 그래서 우주엘리베이터를 타고 우주를 오르는 관광상품이 많이 개발될 거예요.
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김상협 [저]
동탄고등학교교사이며 과학책을 읽고 토론하는 경기도물리교과연구회 독서분과에서 만났다. 어느 날 분과원들과 의기투합, ‘이제는 우리가 과학책을 써보자.’고 맘먹고 첫 원고를 쓰기 시작한 지 거의 3년 만에 작업을 마쳤다.수십 번을 만나고 치열하게 의견을 주고받으며 때론 해외를 방문하여 자료를 얻기도 했다. 최근에는 로켓에 대한 책을 계획하고 있다.
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