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로켓을 멀리 쏘려면 어떻게 만들어야 할까요?
6월 28일, 어린이 우주 기자단 12명이 이 비결을 알기 위해 광주과학기술원에 모였습니다. 직접 에어 로켓을 만들어 꿈과 함께 쏘아 본 현장을 함께 해요!
1500여 명이 함께하고 있는 어린이 우주 기자단은 코오롱, 광주과학기술원, 한국항공우주연구원, 한국항공우주산업, 보령, 텔레픽스, 한국천문연구원, 한국과학기술원 우주연구원이 후원합니다.
➌ 2024년 1월, 전라남도 나주시 영산강변에서 GSLV-1이 발사되고 있다.
470m까지 올라간 로켓
광주과학기술원(GIST, 지스트)은 우주레이저연구센터와 미래우주항공연구센터에서 우주와 관련된 기술을 연구하고 있어요. GIST 행성탐사연구소는 GIST 소속 대학생 동아리로, 고도 100km 너머 우주까지 쏘아 올릴 로켓을 개발합니다. 로켓은 연료를 사용해 우주 공간이나 하늘로 쏘아 올리는 발사체예요. 행성탐사연구소는 2021년 동아리를 결성하고, 2021년 9월부터 우주발사체인 GSLV-1 로켓을 자체 기술로 만들기 시작했어요.
GSLV-1은 행성탐사연구소의 우주발사체라는 뜻으로, 길이 1.25m, 무게 4.3kg의 아주 가벼운 로켓입니다. GSLV-1은 발사되는 과정에서 겪는 충격과 흔들리는 진동에도 로켓의 부품과 장치들이 잘 견딜 수 있도록 설계됐어요. 불필요한 부품은 빼고 가볍게 만들어 로켓을 최대한 높이 올리는 것이 GSLV-1의 제작 목표였지요. 그래서 연료도 배관을 최대한 많이 사용하지 않는, 고체 연료를 썼어요. 2024년 1월 13일, 행성탐사연구소는 전라남도 나주시 영산강변에서 고도 470m까지 로켓을 발사하는 데 성공했답니다.
행성탐사연구소의 로켓은 2024년 ‘전국대학교로켓연합회 우수발표논문상’을 수상하는 등 로켓을 제작한 성과를 인정받았어요. GIST 미디어홍보팀 김지훈 팀장은 “로켓을 가벼우면서 튼튼하게 만드는 기술 등 대학생들이 하나하나 공부하고 만들었기 때문에 매우 의미가 있다”고 전했어요.
2024년부터 행성탐사연구소는 GSLV-1에서 발전된 로켓인 GSLV-2를 만들고 있습니다. GSLV-1에는 영상을 찍는 카메라와 비행 데이터를 수집하는 기기만 들어갔지만, GSLV-2는 더 높이 날아갈 수 있도록 위치 추적 장치 등 좀 더 복잡한 제어 기기들도 추가할 예정이랍니다.
➋ 로켓 발사를 준비 중인 이창현 로켓 부장.
➌ 메모를 하는 박한별 어린이 기자.
➍ GSLV-2 에비오닉스는 로켓이 돌지 않도록 제어하는 장치가 아래에 있다.
에어 로켓을 만들자
GSLV-1 로켓은 크게 3가지 부분으로 구성돼 있습니다. 로켓을 위로 밀어 보내는 연료가 든 엔진, 센서와 제어 장치들이 있는 전자 부품인 에비오닉스, 연료를 다 썼을 때 로켓을 다시 땅으로 안전하게 가져오기 위한 낙하산이 있어요.
행성탐사연구소 로켓 부장인 이창현 학생은 이중 엔진이 가장 중요하다고 강조했어요. 로켓의 아래쪽에는 로켓의 추진을 담당하는 엔진이 있어요. 위쪽은 원통 모양이고, 아래쪽은 종 모양이지요. 연료가 들어가는 원통에서 연료를 태우면, 고체 혹은 액체 상태의 연료가 높은 압력과 온도의 기체가 되어 원통 밖을 빠져나오려고 해요. 이 기체가 발사체의 벽을 밀면서 불이 내뿜어 나오지요. 이 과정에서 밀어 올리는 힘인 추진력이 생겨요. 세게 밀면, 로켓이 빠르게 올라간답니다.
행성탐사연구소는 GSLV-1의 연료를 태워 추진력을 확인하는 실험을 통해, 발사체가 터지지 않고, 추진력이 최고가 되는 시점을 알아냈어요. 덕분에 GSLV-1이 성공적으로 발사될 수 있었지요.
이어서 행성탐사연구소 김현성 학생이 GSLV-2에 들어갈 에비오닉스에 대해 설명했어요. 에비오닉스는 로켓이 어떤 경로를 그리며 날고 있는지 알 수 있는 장비와 지상과 통신하는 프로그램이 있어요. 이를 통해 로켓이 정확히 날아갈 수 있지요.
강연을 마친 뒤, 어린이 기자들은 에어 로켓을 만들었어요. 이 에어 로켓은 최대 80m까지 날아오르는 로켓이었어요. 로켓과 비행기가 함께 발사되다 미리 타이머로 설정해 놓은 시간이 지나면 로켓 본체가 떨어져 나가고 비행기만 날지요.
행성탐사연구소의 김민상 학생은 부품을 GSLV 로켓의 어떤 부분에 해당하는지 하나하나 설명하면서 어린이 기자들의 조립을 도왔어요. 김민상 학생의 설명에 차지환 어린이 기자는 신기하다는 듯이 고개를 숙여 부품을 살펴봤지요.
마지막으로 어린이 기자들은 에어 로켓을 중앙도서관 앞 잔디밭에서 쏘았어요. 에어 로켓이 위로 올라가다 옆에 붙어 있는 비행기가 떨어져 날아가는 모습을 보고 어린이 기자들이 감탄했지요.
이창현 학생은 “초등학교 2학년 당시 우주소년단을 보고 로켓을 만들겠다는 꿈을 키웠다”고 말했어요. 그러면서 “이번 강연을 통해 어린이 우주 기자단 중 로켓을 개발하는 과학자가 나오길 바란다”며 강연을 마무리했지요.
홍지율 어린이 기자는 “로켓에 대해 배우고, 배운 것을 바탕으로 직접 에어 로켓을 만들어 뜻깊었다”고 소감을 전했어요. 임연정 어린이 기자는 “어린이 우주 기자단 1, 2기 활동을 하면서 우주 비행사가 되어 우주에 가고 싶다는 꿈이 생겼다”며 “대학생이 되면 GIST 행성탐사연구소에서 우주로 쏘는 로켓부터 만들고 싶다”고 소망을 밝혔답니다.
➋➌➍ 에어 로켓을 조립하는 어린이 우주 기자단.
