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"어릴 적 날리던 종이비행기, 우주에서도 날 수 있을까?"
이 흥미로운 질문에 대한 답을 찾기 위해 일본 도쿄대학 연구진이 **국제우주정거장(ISS)**에서 실제 실험을 진행했습니다.
놀랍게도 이 실험 결과는 우주 탐사의 새로운 가능성을 제시하고 있습니다.
실험은 어떻게 진행되었나?
도쿄대 연구진은 **‘지구 대기권 재진입 시 종이 비행기의 역학’**이라는 제목의 논문을 국제 학술지 Acta Astronautica에 발표했습니다.
실험의 핵심은 단순합니다.
"종이비행기를 우주에서 던지면 어떤 일이 발생할까?"
이를 검증하기 위해 연구팀은 ISS의 환경과 유사한 조건에서 실험을 진행했습니다.
종이비행기, 그냥 종이가 아니다!
이번 실험에서 사용된 종이비행기는 일반 종이가 아닌,
👉 A4 크기의 알루미늄과 종이를 결합한 특수 소재로 제작되었습니다.
그리고 국제우주정거장의 공전 속도에 맞춰 초속 7.8km의 속도로 비행하도록 설정했죠.
이러한 시뮬레이션을 통해 연구팀은 아래 세 가지 목표를 분석했습니다.
- 종이 비행기의 궤도 감소 속도
- 자전 방향과 비행 방향의 차이
- 대기권 재진입 시 열 저항성
궤도 변화와 하강 속도는?
실험 결과, 종이비행기는 예상 외로 안정적인 비행 성능을 보였습니다.
- 고도 400km 상공에서는 공기가 매우 희박해, 큰 손상 없이 비행을 유지했습니다.
- 하강하면서도 궤도는 서서히 줄어들었으며,
- 탄도 계수가 낮아 하강 속도는 매우 느렸습니다.
💡 연구진은 종이비행기가 약 3.5일 후 지구 대기권인 고도 120km에 도달할 것으로 예상했습니다.
대기권 진입 시, 어떤 일이 벌어질까?
고속으로 대기권에 진입하면서 강한 열과 압력에 노출되는 것은 피할 수 없습니다.
도쿄대 연구팀은 초음속 풍동 실험과 시뮬레이션 분석을 통해 아래와 같은 결과를 도출했습니다.
- 표면에는 10W/cm² 수준의 공기역학적 가열이 발생
- 그 결과, 종이비행기는 약간의 변형은 있었지만 구조적으로 큰 손상은 없음
- 하지만 결국에는 연소 또는 열분해 가능성이 높다고 예측
종이비행기, 우주 탐사의 도구가 될 수 있다?
단순한 호기심에서 시작된 이 실험은 실제 과학적 가치로 이어졌습니다.
도쿄대 연구팀은 종이비행기의 몇 가지 특징에 주목했습니다.
- 공기 저항에 민감하게 반응하기 때문에,
👉 대기 밀도 측정을 위한 수동 탐사기로 활용 가능 - 제작 비용이 매우 저렴하여
👉 여러 대를 동시에 배치하고 동시 분산 측정도 가능
🎯 연구팀은 “종이비행기는 효율적인 우주 탐사 도구로 발전할 수 있다”고 설명했습니다.
이번 실험은 단순한 장난감이 우주에서 어떤 가능성을 갖는지를 보여주는 흥미로운 예입니다.
- 저렴한 제작 비용
- 공기 저항에 민감한 구조
- 다양한 시뮬레이션 및 탐사 활용 가능성
이 모든 요소는 종이비행기를 미래의 소형 우주 탐사 장비로 진화시킬 수 있는 가능성을 보여줍니다.