하드 SF16 솔라 세일로 태양빛을 타기 번역 출처: https://toughsf.blogspot.com/2023/05/riding-sunbeams-with-solar-sails.html 솔라 세일에 대한 기존의 생각을 잊어라. 빠르고 비용을 치룰 필요 없는 태양계 내 이동 수단이며, 언제든 얼마든 이동할 수 있다.솔라 세일을 승객을 태울 수도 있고, 무한히 사용할 수 있다. 충분히 큰 크기로 생각한다면! 솔라 세일태양광은 풍부한 자원이다.어떤 활동이든 충분한 양의 태양광을 수집하기만 하면 필요한 에너지를 충당할 수 있다. 예를 들어, 인류 문명 전체를 완벽하게 운영하는 데 필요한 에너지는 지구 근처의 86km × 86km 면적을 통과하는 태양광만으로도 충분하다. 우주여행에 필요한 에너지도 태양광으로 해결할 수 있다. 태양광을 수확하기만 하면 .. 2025. 2. 21. 다른 행성에서 사는 법: 천왕성 가장 이상한 파란색의 행성은 옆으로 누워 쉬고 있음. 천왕성계에서 우리의 집을 찾을 수 있을까? 설명 천왕성은 네 번째로 큰 행성이고, 얼음형 거대 행성 중에서는 가장 큼. 태양에서부터 거리 18.3AU~20.1AU 사이의 거리를 공전해서 목성까지 보다 네 배나 멀고 해왕성보다 가까움. 가장 특이한 점은 대기 중의 메테인으로 인한 파란 대기와 자전축이 97.7도 기울어져 있다는 것임. 또한, 무게는 지구보다 14.5배 무겁지만, 표면 중력이 0.88g로 모든 가스 행성들 중에서 가장 낮음. 천왕성은 목성이나 토성보다 훨씬 덜 알려져있음. 말할 수 있는 것은 메테인과 암모니아, 물 얼음과 수소, 메테인, 헬륨 대기로 구성되어 있다는 것뿐임. 천왕성의 지름은 50700km임. 고체 핵과 수천 킬로미터 두께의.. 2023. 3. 28. 궤도 대기 수집기 궤도 연료 재보급 궤도 연료 재보급은 우주선이 궤도에 올라가면 연료를 다시 충전시켜주는 거임. 우주선을 발사할 때 우주선+빈 연료통만 발사하는 게 모든 연료를 가지고 가는 것보다 더 가벼워서 로켓의 크기를 줄일 수 있기 때문에 궤도 연료 재보급은 많이 연구되고 있음. 스페이스 X 스타십이라던가. 그런데 지구에서 연료를 쏘아올리는 건 연료를 절약할 수는 있지만 지나치게 비효율적이기 때문에 달이나 소행성에서 채굴하는 게 더 효율적임. 이번에는 대기에서 연료를 채집하는 걸 적어보겠음. 로켓 방정식 극복하기 로켓방정식에 따르면 DeltaV(로켓의 최대 속력) = 배출 속력* ln(로켓 전체 질량 / 로켓 공중량) 이고 질량비(로켓 전체 질량 / 로켓 공중량) = e^(DeltaV / 배출 속력) 임. 지구 표면.. 2021. 8. 14. 액체 레늄 태양열 로켓 햇빛을 한 곳에 집중하면 5800K까지 온도를 올릴 수 있다. 이 점을 잘 이용하면 높은 성능의 태양열 로켓을 설계할 수 있다. 태양열 로켓의 원리는 간단하다. 태양열을 모아서 추진체를 가열하면 된다. 로켓 엔진의 성능은 추력, 배출속력, 효율성에 의해 결정되는데 태양열 로켓은 더 많은 추진체를 엔진으로 보내서 추력을 향상시킬 수 있고, 배출속력은 추진체의 온도를 높임으로서 높일 수 있다. 둘 다 더 많은 에너지를 필요로 하는데 더 많은 태양빛을 집중시키면 된다. 효율성은 엔진의 형상에 따라 달라지므로 이번 주제와는 별 상관이 없으므로 넘어가겠다. 태양열 로켓은 높은 에너지 밀도와 높은 배기 속도, 높은 효율성을 가진다는 장점이 있다. 태양열 집열 및 가열에 대단한 장비가 사용되지는 않는다. 태양전지와는.. 2021. 6. 21. 물 열핵 로켓 물이 액체 중에서 밀도가 꽤 높아서 달 같은 천체에서 얻은 물을 전기분해해서 얻은 수소로 열핵추진을 하는 것보다 더 저렴하고, 더 좋은 추력을 얻을 수도 있다고 함. 이전에 글 쓴 적 있는데 우주여행에서 추력이 상당히 중요한 요소인데 수소 열핵 로켓은 추력이 상당히 낮음(같은 에너지를 공급할 때 비추력이 높다면 추력이 낮을 수밖에 없음) 물이 밀도가 높아서 같은 질량의 액체를 넣는 탱크가 있다면, 물탱크가 가장 무게가 적게나가서 적은 양의 델타 V가 필요할 경우 수소 엔진보다 효율적일 수도 있음, 델타 4 헤비 보면 알겠지만 수소 탱크는 부피가 아주 커서 델타 4 헤비가 730톤 정도인데 비슷한 크기(탱크 지름은 델타 4 헤비가 5m 팰컨 헤비가 3.66m으로 부피만 보면 델타 4 헤비가 훨씬 큼)의 팰.. 2021. 2. 28. 얼음 우주선 우주선은 보통 티타늄, 탄소, 규소복합재, 강철, 알루미늄 합금 등으로 만들어진다. 강철을 제외하면 다들 에너지를 너무 많이 잡아먹거나 가공하기 힘든 금속들이거나, 복합재라서 특수한 공법이 필요한 것들이다. 우주에는 물이 생각보다는 흔한 편이다. 거의 모든 행성에 물이 있고, 다른 항성에도 물이 많다고 한다. 그럼 물을 사용하는 우주선을 만들면 어떨까? Anthony Zuppero가 고안한 이 우주선은(정확히는 거주구) 튜브 형태로 되어 있고, 물을 넣고 얼리면 우주선이 만들어진다. 튜브 모양으로 생겨서 중심축을 돌리면 인공중력을 발생시킬 수 있다. 얼음으로 태양풍과 우주선(방사선)을 막을 수 있다. 100m 크기의 거주구에 150명이 살 수 있고, 8000톤 정도 된다. 외부 유성들과 부딫쳐도 금속재 .. 2021. 2. 25. 원자로 우주선에서 가장 복잡한 부품 중 하나는 원자로이다. 핵분열은 화학 반응들보다 약 600000배 이상의 에너지 밀도를 갖고 있다. 우주에서 질량은 곹 돈과 같기 때문에 에너지 밀도는 아주 중요하다. 대부분의 함선들이 원자로를 사용한다. *이번에 착륙한 화성 탐사선 퍼서비어런스에도 RTG(Radioisotope Thermoeletric Generator, 방사성 동위원소 열전기 발전기) 가 달려있다. rps.nasa.gov/power-and-thermal-systems/thermal-systems/general-purpose-heat-source/ 방사성 동위원소가 붕괴하면서 생기는 에너지(열)은 화학 연료보다 에너지 밀도가 15000배 높다. 그래서 드론이나 미사일들에 방사성 동위원소 열전기 발전기가 쓰이.. 2021. 2. 19. 레이저 레이저는 다른 우주선 부품들보다 복잡하다. 레이저의 종류는 아주 많고, 거의 무한개의 광 펌핑원 중에서 각각의 장점을 고려해서 골라야 하며 레이저의 주파수를 바꾸기 위해서는 비선형 광결정을 넣어야 한다. 그러면 이제 하위 부품들(렌즈, 거울, 비선형 광결정들)이 광자에 의해 손상되지 않는지 확인해야 한다. 다양한 거리에서 레이저의 초점을 맞추고 싶다면, 줌 렌즈나 변형 가능한 거울을 사용해야 한다.(장거리에서 줌 렌즈는 비효율적이므로 주로 거울을 사용하여야 한다.) 레이저에 펄스를 주고 싶다면, Mode Locking, Q Switching, Gain Switching같은 것들을 해야 한다. 마지막으로 레이저가 받는 열 스트레스를 라디에이터를 통해 방출해야 한다. 더보기 Mode Locking: 레이저 .. 2021. 2. 17. 우주선의 크기 - (Children of a Dead Earth 번역글) 우주선의 크기는 어느 정도가 적절할까? 항공모함, 소행성? 아니면 작은 달 크기? 우주선을 설계할 때 어느 정도 크기의 우주선을 만들어야 하는지 궁금할 것이다. 승무원이 탄 우주선은 레이저나 로켓 엔진과 다르게 사람을 소형화할 수 없기 때문에 작게 만드는 데 제한이 있다. 우주선은 사람보다는 커야 한다. 그러나, 명확한 상한 사이즈는 없다. 미사일과 드론은 크기 제한이 무의미하다. 여러 가지 모듈들의 키기 한계를 알아보자. 전력 사용량을 늘리면 시스템의 효율성을 증가시킬 수 있고, 크기를 늘리면 전력 사용량으로 인한 기계적, 열적 스트레스를 줄일 수 있다. 그러나 이 방법에도 궁극적인 한계가 있다. 레이저를 예로 들어보자. 레이저의 크기를 늘리면 출력에서 거의 차이가 없다. 그러나 크기를 늘리면 부피당 .. 2021. 2. 14. 이전 1 2 다음
