우주탐사의 물리학

물리학, 항공우주공학, 천문학, 지구과학, SF… 외계행성을 향한, 그리고 우주탐사에 필요한 모든 지적 호기심을 충족하는 친절한 과학특강 과거, 현재, 가까운 미래, 그리고 아주 먼 미래를 잇는 우주탐사의 긴 여정에서 생각해 봐야 할 과학 지식을 담고 있다. 특히 유인 우주탐사에 관련된 과학 지식을 비중 있게 다룬다. 우리가 중력이라고 느끼는 것은 중력이 아니라는 사실, 자유낙하로 만드는 무중력, 하이퍼루프를 이용한 미래의 무중력 체험, 우주선의 초기속도와 중력 탈출속도, 공전과 자전이 우주선 발사나 비행에 끼치는 영향, 로켓 추진 없이도 우주선 속도를 높일 수 있는 중력도움 항법, 소행성 또는 혜성 충돌로부터의 지구 방위, 장시간 유인 우주비행에 필요한 인공중력을 만드는 방법, 그리고 인공중력에서 벌어지는 특별한 현상 등을 과학 지식에 기반해 꼼꼼히 설명한다. 외계행성을 찾는 방법, 지상과 우주에서 나타나는 신기루, 블랙홀이 합쳐질 때 발생하는 중력파 관측과 관련된 과학 지식을 설명하고, 아주 먼 미래의 외계행성을 향한 유인 우주탐사에서 일어날 일을 특수상대성이론으로 풀어나간다. 빛이 날아가는 데 수백 년 이상이 걸리는 곳도 몇십 년 만에 갈 수 있는 이유, 쌍둥이 역설, 빛의 속도에 가깝게 우주선을 가속하는 과정, 그리고 이에 필요한 에너지 등에 대한 내용을 알차게 담고 있다.

프롤로그 1부 무중력과 인공위성 맨몸으로 하늘을 나는 꿈, 실현 가능할까? 무중력을 만드는 방법 무중력의 정체 스타십과 하이퍼루프를 이용한 미래의 무중력 체험 상상의 지구에서 체험하는 무중력 지구의 자전주기는 24시간이 아니다 인공위성과 미사일이 날아가면서 휘는 이유는? 2부 태양계 우주탐사 초기속도란 무엇인가? 달 그리고 다른 행성에 가기 위한 초기속도 중력도움 항법은 보이지 않는 공짜 추진체 수성과 태양 탐사에도 이용하는 중력도움 항법 우주선 비행 궤도의 모양이 의미하는 것은? 로켓과 이온 추진체, 그리고 미래의 광자로켓 3부 소행성과 혜성, 그리고 지구 방위 소행성과 혜성의 모양이 울퉁불퉁한 이유는? 공룡을 멸종시킨 소행성 충돌 에너지는 어디에서 왔나? 혜성이 지구와 부딪치면? 소행성과 혜성 충돌로부터의 지구 방위 4부 장기간 유인 우주탐사에 필요한 인공중력 시애틀 기차탈선사고는 어떻게 일어났나? 스포츠에서의 인공중력 우주에서 인공중력을 만드는 방법 인공중력에서 저글링을 하면? 평평함과 수평의 차이 무중력을 설명하는 있다가도 없는 관성력 인공중력의 정체, 그리고 관성력으로 보는 중력 5부 외계천체 찾기 첫 외계행성 관측과 도플러 효과 그림자의 과학: 외계행성 관측과 엑스선 영상 신기루의 과학: 블랙홀을 가까이에서 보면? 거리는 어떻게 측정할까? 첫 중력파 관측 논문 따라잡기 6부 특수상대성이론으로 풀어보는 외계행성 유인 탐사 우주선의 속도가 광속에 가까우면 생기는 일 쌍둥이 역설: 아는 것과 보이는 것의 차이 유인 우주선은 얼마나 빨리 가속할 수 있을까? 광속에 가깝게 가속할 때 필요한 에너지 에필로그 주 그림 출처