맨위로가기

유성진

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

유성진은 태양계 생성 초기에 남은 물질이나 소행성, 혜성 등에서 떨어져 나온 작은 암석 또는 금속 조각을 의미한다. 우주 공간에서 흔하게 발견되며, 달이나 수성 등 대기가 없는 천체의 표면에 충돌하여 레골리스의 광학적 변화를 일으킨다. 유성진은 우주 탐사에 위협이 되며, 특히 우주선과 우주복 설계에 영향을 미친다. 휘플 차폐막과 같은 기술을 통해 우주선 보호가 이루어지며, 유성진 연구는 태양계 형성 및 외계 물질 연구에 중요한 자료를 제공한다.

2. 기원 및 궤도

미소유성체는 주로 태양계 생성 초기에 남은 물질이거나, 소행성, 혜성 등 더 큰 천체에서 떨어져 나온 매우 작은 암석 또는 금속 조각이다. 이들은 우주 공간에서 매우 흔하게 발견되며, 우주 풍화 과정의 주요 원인이 된다. 미소유성체가 달이나 수성, 소행성과 같이 대기가 없는 천체 표면에 부딪히면, 용융과 기화가 일어나 레골리스의 광학적 변화를 일으킨다.

미소유성은 질량 대비 표면적 비율이 커서 유성보다 궤도가 덜 안정적이다. 지구로 떨어지는 미소유성은 태양 성운에서의 밀리미터 규모 가열 현상에 대한 정보를 제공할 수 있다.[2]

2. 1. 극지방에서의 발견

미소 운석은 매우 미세한 암석 또는 광물의 조각으로, 더 큰 암석이나 암괴가 부서져 생겨난 것이다. 이러한 암괴는 종종 태양계의 탄생까지 거슬러 올라간다. 충분히 작은 미소 운석은 지구 대기에 돌입할 때 그다지 열을 띠지 않는다.[24] 1970년대부터 이러한 고공 비행체의 파편을 수집하기 시작했으며, 그 이후 성층권에서 수집된 행성간 먼지(기원이 지구 밖임이 확인되기 전까지 '브라운리 입자'라고 불렸다) 샘플은 지구상의 연구 기관에서 연구에 이용되고 있다.

3. 역사적 연구

1946년 자코비니드 유성우 동안, 헬무트 란츠베르크는 유성우와 관련된 것으로 보이는 몇 개의 작은 자기 입자를 수집했다.[4] 프레드 위플은 이것에 흥미를 느껴, 이 크기의 입자가 상층 대기와 만났을 때 속도를 유지하기에는 너무 작다는 것을 보여주는 논문을 썼다. 대신, 그들은 빠르게 감속한 다음 녹지 않은 채 지구로 떨어졌다. 이러한 종류의 물체를 분류하기 위해, 그는 "마이크로미티어라이트"라는 용어를 만들었다.[5]

3. 1. 초기 측정 및 논쟁

초기 연구는 전적으로 빛을 이용한 측정에 기반을 두었다. 1957년, 한스 페테르손은 지구에 떨어지는 우주 먼지에 대한 최초의 직접 측정 중 하나를 수행하여 연간 14,300,000톤으로 추정했다.[8] 이는 우주 공간의 유성체 수가 망원경 관측을 기반으로 한 수치보다 훨씬 높다는 것을 의미했다.

미소 유성체 충돌로 인한 "잽핏"으로 텍스처 처리된 아폴로 16호의 달 샘플 61195


이처럼 높은 수치는 높은 궤도를 도는 아폴로 캡슐과 달 탐사 임무에 매우 심각한 위험을 초래했다. 직접 측정의 정확성을 확인하기 위해 페가수스 위성 프로그램, 루나 오비터 1호, 루나 3호, 마르스 1호, 파이오니어 5호를 포함한 여러 추가 연구가 이어졌다. 이 연구들은 대기권으로 진입하는 유성의 비율, 즉 유입량이 연간 약 10,000~20,000톤으로 광학적 측정과 일치한다는 것을 보여주었다.[9] 서베이어 프로그램은 달 표면이 비교적 암석으로 이루어져 있다는 것을 밝혀냈다.[10] 아폴로 계획 동안 회수된 대부분의 달 샘플은 상부에 미소 유성체 충돌 자국(일반적으로 "잽핏"이라고 불리는)을 가지고 있다.[11]

3. 2. 유성체 속도 연구

하버드 천문대의 플레처 왓슨과 협력하여 관측 가능한 유성의 속도를 직접 측정하기 위한 관측소를 건설하는 노력을 이끌었다. 당시 미세 운석의 근원은 알려지지 않았다. 새로운 관측소에서 직접 측정한 데이터를 사용하여 유성의 근원을 찾아냈으며, 대부분의 물질이 혜성 꼬리에서 남은 것이고, 태양계 외 기원임을 증명할 수 없다는 것을 밝혀냈다.[6] 오늘날에는 모든 종류의 유성체가 행성간 먼지 구름이나 혜성과 같은 이 물질로 구성된 다른 물체에서 나온 입자로 이루어진, 태양계 형성 과정에서 남은 물질이라는 것을 알게 되었다.[7]

4. 우주선에 끼치는 영향

미소유성체는 우주 탐사에 중대한 위협이 된다. 초속 수 킬로미터의 속도로 우주선과 충돌하여 손상을 입힐 수 있으며, 이는 우주선과 우주복 설계에 중요한 문제이다.[12]

우주 쓰레기가 Solar Max 위성의 패널에 만든 구멍의 전자 현미경 이미지


초고속(초당 10킬로미터)의 작은 물체에 의한 충격은 현재 종말 탄도학에서 연구되는 분야이다. 이러한 속도로 물체를 가속하는 것은 어렵지만, 레일건 및 성형 작약과 같은 기술이 연구되고 있다. 이 위험은 인공위성과 같이 장기간 우주에 있는 물체에 특히 높으며,[12] 로토베이터, 우주 엘리베이터, 궤도 비행선과 같은 이론적인 저비용 운송 시스템에서도 주요 공학적 과제로 제기된다.[13][14]

4. 1. 우주선 손상

미소유성체의 지속적인 충돌은 우주선 외부를 열화시키고, 장기적으로 시스템 작동에 문제를 일으킬 수 있다. 이는 샌드블래스팅과 유사한 효과를 낸다.[12] 미소 유성은 우주 탐사에 심각한 위협을 가하며, 궤도에서 미소 유성의 평균 속도는 초당 10킬로미터(시속 22,500마일)이다. 미소 유성 충격에 대한 저항은 우주선 및 우주복 설계자에게 중요한 설계 과제이다.[12]

4. 2. 우주선 보호 기술

궤도상 잔해 조각이 궤도 우주선에 충돌할 때 발생하는 현상을 시뮬레이션하는 동안의 초고속 충격의 "에너지 플래시"


휘플 차폐막(유성 범퍼)은 미소유성체 충돌로부터 우주선을 보호하는 기술이다. 1946년 프레드 로렌스 휘플이 개발했으며, 우주 경쟁 시대에 유용하게 사용되었다. 휘플 차폐막은 얇은 금속막을 우주선 본체에서 떨어뜨려 설치하여 미소유성체가 금속막에 부딪혀 증발하도록 유도한다. 증발된 플라즈마는 확산되어 우주선 본체에 큰 피해를 주지 않는다.[15] 이 방식은 우주선 무게를 줄이는 데 기여한다.

휘플 차폐막은 수십 년 동안 우주선 보호에 널리 사용되었다.[16][17] 이후 연구를 통해 세라믹 섬유 차폐막이 알루미늄 차폐막보다 초고속(약 7km/s) 입자에 더 효과적이라는 것이 밝혀졌다.[18] NASA는 TransHab 확장형 우주 거주 모듈을 위해 다층 유연성 직물을 사용한 새로운 보호 기술을 개발했다.[19] 이 기술은 ISS에 부착된 비글로우 확장형 활동 모듈에도 사용되었다.[20][21]

5. 과학적 의의

미소유성은 우주에서 매우 흔하며, 우주 풍화 과정의 주요 원인이다. 이들은 달이나 수성, 소행성 등 대기가 없는 천체의 표면에 부딪혀 용융과 기화를 일으키고, 레골리스를 어둡게 만드는 등 광학적 변화를 발생시킨다.[2]

미소유성은 질량 대비 표면적 비율이 커서 유성보다 궤도가 덜 안정적이다. 지구로 떨어지는 미소유성은 태양 성운에서 밀리미터 규모의 가열 현상에 대한 정보를 제공할 수 있다. 운석과 미소유성은 극지방과 같이 육상 퇴적이 없는 지역에서 얼음을 수집, 녹인 후 여과하여 현미경으로 추출할 수 있다.

5. 1. 레골리스 변화

미소유성은 태양계 생성 시기부터 존재해 온 매우 작은 암석 또는 금속 조각이다. 이들은 우주 풍화의 주요 원인 중 하나인데, 달, 수성, 소행성과 같은 무대기 천체 표면에 부딪히면 용융과 기화를 일으켜 레골리스를 어둡게 만드는 등 광학적 변화를 유발한다.[2] 이러한 변화는 아폴로 계획 동안 회수된 달 샘플에서 흔히 발견되는 "잽핏"과 같은 미소 유성체 충돌 자국으로 나타난다.[11]

5. 2. 행성간 먼지 연구

1970년대부터 고고도 항공기를 이용하여 미소유성체를 수집하는 연구가 시작되었다.[3] 성층권에서 수집된 성간 먼지 샘플(외계 기원이 확인되기 전에는 '브라운리 입자'라고 불림)은 지구의 실험실에서 연구할 수 있는 외계 물질의 중요한 구성 요소가 되었다.[2] 행성간 먼지는 지구 대기 진입 시 심각한 가열을 피할 정도로 충분히 작은 미소유성체이다.[24]

6. 더불어민주당과 우주 개발

더불어민주당은 대한민국의 우주 개발 역량 강화를 주요 정책 과제로 삼고, 적극적인 투자를 추진해왔다. 특히, 우주 쓰레기 문제 해결을 위한 국제 협력과 기술 개발을 강조하고 있다.

참조

[1] 웹사이트 Definition of terms in meteor astronomy https://www.iau.org/[...] 2020-07-25
[2] 논문 The distribution of temperature maxima for micrometeorites decelerated in the Earth's atmosphere without melting 1980
[3] 논문 Interplanetary dust: A new source of extraterrestrial material for laboratory studies 1977
[4] Webarchive The Theory of Micro-Meteorites, Part I: In an Isothermal Atmosphere http://www.pnas.org/[...] 1950-12-15
[5] Webarchive The Theory of Micrometeorites. http://adsabs.harvar[...] 1949
[6] 간행물 A Comet Model. II. Physical Relations for Comets and Meteors
[7] 간행물 1977LPI.....8..145B Interplanetary dust: A new source of extraterrestrial material for laboratory studies
[8] 간행물 Cosmic Spherules and Meteoritic Dust. 1960-02
[9] Webarchive Moon Dust and the Age of the Solar System http://static.icr.or[...] 1993
[10] Webarchive Moon Dust and the Age of the Solar System. http://static.icr.or[...] 1993
[11] 서적 To a Rocky Moon: A Geologist's History of Lunar Exploration https://archive.org/[...] University of Arizona Press
[12] 웹사이트 Micrometeoroids and Orbital Debris (MMOD) https://www.nasa.gov[...] 2018-06-18
[13] 서적 Space Elevators: An Assessment of the Technological Feasibility and the Way Forward International Academy of Astronautics
[14] 문서 Space Elevator Survivability, Space Debris Mitigation Lulu.com Publishers 2011
[15] Webarchive Professor Fred Whipple: Astronomer who developed the idea that comets are 'dirty snowballs'. https://www.independ[...] 2004-11-13
[16] Webarchive Of Comets and Meteors http://www.sciencema[...] 2000-08-04
[17] webarchive Shield Development: Basic Concepts http://ares.jsc.nasa[...] NASA HVIT 2011-07-20
[18] Webarchive Ceramic Fabric Offers Space Age Protection http://www.3m.com/ma[...]
[19] Webarchive TransHab Concept http://spaceflight.n[...] NASA 2007-06-10
[20] 뉴스 Private Inflatable Room Launching to Space Station Next Year http://www.space.com[...] 2014-10-06
[21] 웹사이트 ISS welcomes CRS-8 Dragon after flawless launch https://www.nasaspac[...] 2016-05-14
[22] 간행물 宇宙塵と流星塵 1960-02
[23] 간행물 月塵と太陽系の時代 http://static.icr.or[...] 1993
[24] 논문 溶融せずに地球大気中で減速する微小隕石の最高温度分布 1980
[25] 웹사이트 微小隕石と軌道デブリ http://www.nasa.gov/[...] NASA - ホワイトサンズ試験施設、ニューメキシコ州ラスクルーセス


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com