로켓 추진 원리Rocket Propulsion

한마디로 말하면

로켓 추진 원리는 무거운 로켓이 지구의 중력을 이기고 우주로 날아가는 방법이에요. 로켓 아랫부분에서 뜨거운 가스를 엄청난 속도로 뿜어내면, 로켓은 그 반대 방향인 하늘로 솟구쳐 오릅니다.

어떤 원리일까요?

이 현상은 과학자 뉴턴이 정리한 '작용 반작용의 법칙'으로 설명할 수 있어요. 어떤 물체가 힘을 주어 밀면(작용), 밀린 물체도 똑같은 크기의 힘으로 반대 방향을 밀어낸다(반작용)는 법칙이에요.

로켓 안에는 연료와 함께 불을 피우는 데 필요한 산소를 공급하는 물질(산화제)이 가득 들어 있어요. 이 둘을 섞어 불을 붙이면 가스가 폭발하듯 팽창해요. 이 뜨거운 가스를 좁은 노즐(분사구)을 통해 아래로 강하게 내뿜는 것이 '작용'이에요. 이때 가스가 로켓을 위로 밀어 올리는 '반작용' 힘이 생기면서 로켓이 날아오릅니다. 가스를每秒(초속) 수 킬로미터라는 엄청난 빠르기로 내뿜기 때문에 수백 톤짜리 거대한 로켓도 번쩍 들어 올릴 수 있어요.

생활 속에서 비유하면

빵빵하게 바람을 넣은 풍선의 입구를 묶지 않고 손을 놓아 본 적이 있을 거예요. 풍선 속 공기가 입구 쪽으로 휙 빠져나가면서 풍선은 반대쪽으로 날아갑니다. 로켓도 이 풍선과 똑같은 원리로 움직여요.

바퀴 달린 스케이트보드를 타고 무거운 농구공을 앞으로 힘껏 던지는 장면을 떠올려 볼까요? 공을 앞으로 던지는 순간, 내 몸과 스케이트보드는 뒤로 밀려납니다. 로켓은 농구공 대신 눈에 보이지 않는 작은 가스 알갱이들을 엄청나게 많이, 그리고 빠르게 아래로 던지면서 위로 올라가는 셈이에요.

왜 중요할까요?

비행기는 주변 공기를 빨아들이고 날개로 바람을 타며 날아갑니다. 하지만 우주 공간은 공기가 전혀 없는 진공 상태예요. 그래서 비행기 엔진이나 프로펠러는 우주에서 아무런 힘을 내지 못해요.

반면 로켓은 땅이나 주변 공기를 밀어내는 것이 아니라, 자기 몸속에 실은 가스를 스스로 내뿜는 반작용으로 움직여요. 게다가 연료를 태울 산소까지 직접 싣고 갑니다. 덕분에 공기가 없는 우주에서도 앞으로 나아가고 방향을 바꿀 수 있어요. 인공위성을 궤도에 올리거나 달과 화성으로 탐사선을 보낼 때 로켓 추진 원리가 유일한 이동 수단으로 쓰이는 이유랍니다.