로켓이 지구를 탈출하려면 왜 40,000km/h가 필요할까요?

 

 

 

 

우리가 매 순간 느끼는 힘이 있습니다.

 

그 힘은 바로 중력입니다.

 

중력 덕분에 우리는 지구에 붙어 있을 수 있고,

둥둥 떠다니지 않을 수 있죠.

 

하지만 로켓이 우주로 가려고 하면,

이 강력한 중력이 아주 큰 방해가 됩니다.

 

왜냐하면 지구의 중력은 멀리까지 영향을 미치고,

강력하게 당기는 힘을 가지고 있기 때문입니다.

 

그렇다면 로켓은 어떻게 이 중력을 이겨내고

우주로 나아갈 수 있을까요?

 

 

 

 

 

🎈 풍선과 로켓의 공통점?

 

 

 

 

 

로켓이 움직이는 원리는

실 우리가 흔히 보는 풍선과 비슷합니다.

풍선을 불었다가 손을 놓으면 어떻게 되죠?

 

풍선 안의 공기가 빠져나가면서,

풍선이 반대 방향으로 날아가게 될 겁니다.

 

로켓도 같은 원리입니다.

로켓은 연료를 태워서 뜨겁고 빠른 가스를 뿜어냅니다.

 

이 가스가 아래쪽으로 뿜어져 나가면,

로켓은 반대 방향인 위쪽으로 힘을 받아 날아가게 되는 거죠.

 

 

🚀 로켓 연료의 비밀

 

 

 

 

 

로켓이 날아가려면 "프로펠런트(추진제)"가 필요합니다.

추진제는 크게 연료와 산화제로 이루어져 있는데요.

 

 

- 연료: 불이 붙는 물질 (수소, 메탄, 등유 등)
- 산화제: 연료가 타도록 도와주는 물질 (액체 산소 등)

 

 

이 두 가지가 만나면 불이 붙고,

엄청난 에너지가 나오면서 강한 힘이 생기게 됩니다.

 

하지만 큰 문제가 한 가지 있는데요.

 

로켓이 계속 날아가려면 엄청난 양의 연료가 필요한데,

연료가 많으면 많을수록 로켓이 너무 무거워져서

오히려 날아가기 힘들어지게 된다는 겁니다.

 

그래서 연료가 다 떨어지면 로켓의 추진력도 사라지고,

결국 중력에 의해 다시 지구로 떨어질 수밖에 없죠.

 

 

🌍 지구 주위를 도는 로켓들

 

 

 

 

 

하지만 로켓이 연료만 있다고

지구를 떠날 수 있는 것은 아닙니다.

과학자들은 로켓을 그냥 위로만 쏘지 않고,

옆으로도 속도를 주게 되는데요.

 

그 이유는 무엇일까요?

 

 

- 중력 때문에 떨어지려고 하지만,

옆으로 빠르게 움직이면서 지구를

계속 빗겨 나가는 겁니다.

 

- 결국 지구를 완전히 벗어나지 않고,

"계속해서 지구 주위를 도는

궤도(orbit)"에 머무르게 됩니다.

 

 

 

 

 

이렇게 지구 주위를 도는 인공위성 덕분에 우리는

 

📡 휴대폰을 사용하고,
📺 TV를 보고,
🌤 날씨 예보도 받을 수 있습니다.

 

 

국제우주정거장(ISS)도 이런 방식으로

지구 주위를 돌면서 우주인들이 생활을 하고 있죠.

 

 

🏃‍♂️ 지구를 완전히 탈출하려면?

 

 

 

 

 

하지만 어떤 로켓들은 지구 궤도에 머물지 않고,

태양계 밖으로 떠나기도 하는데요.

이럴 때 사용하는 방법이 "단계 분리(staging)"입니다.

 

 

- 처음에는 큰 로켓을 이용해 강한 힘을 만듭니다.

 

- 우주에 도착하면, 무거운 부분을 버리고

가벼운 로켓만 남겨서 계속 전진하게 되는 거죠.

 

 

그렇다면 로켓이 완전히 지구의 중력에서 벗어나려면

얼마나 빨라야 할까요?

👉 시속 25,020마일 (약 40,000km/h) 이상!

 

 

 

 

 

이 속도를 "탈출 속도(Escape Velocity)"라고 부릅니다.

이 속도를 넘기면, 로켓은 연료가 다 떨어져도

계속 앞으로 나아갈 수 있습니다.

하지만 속도가 이보다 느리다면?

결국 지구 중력에 끌려서 다시 돌아오게 됩니다.

 

 

🪐 더 큰 행성에서는?

 

 

그렇다면 다른 행성에서는 어떨까요?

 

 

💥 목성(Jupiter)

 

 

 

 

 

목성은 지구보다 훨씬 거대하고,

중력도 훨씬 강합니다.

 

그래서 목성을 떠나려면 무려 시속 133,100마일(약 214,000km/h)

이상의 속도가 필요합니다.

 

즉, 지구보다 5배 이상 더 빠르게 움직여야 탈출할 수 있는 거죠.

 

 

 

🌌 블랙홀(Black Hole)

 

 

 

 

 

블랙홀은 중력이 너무 강해서

빛조차도 빠져나올 수 없습니다.

 

빛의 속도는 시속 10억 8천만 km 정도인데,

그보다 더 빠르지 않으면 아무것도 탈출할 수 없죠.

 

그래서 블랙홀 안으로 들어가면,

아무것도 다시 나올 수 없는 겁니다.

 

 

🚀 마무리

 

 

 

 

 

지구의 강한 중력을 이겨내고

로켓이 날아가려면 엄청난 속도가 필요합니다.

로켓은 연료를 태워 강한 힘을 만들고,

연료가 다 떨어지기 전에 충분한 속도를 내야 합니다.

 

그리고 목성 같은 거대한 행성에서는 더 빠른 속도가 필요하고,

블랙홀에서는 아예 탈출이 불가능하죠.

 

이제, 우주로 떠나는 로켓을 보면,
"저 거대한 로켓이 시속 40,000km 이상으로 움직이고 있구나!

라고 생각해 볼 수 있을 겁니다.