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기구는 1782년 발명된 이후부터 수많은 사람들을 태우고 하늘을 날아왔어.
지금도 관광이나 레저 스포츠로 기구를 많이 사용해. 하지만 기구는 과학 연구에도 중요한 몸이란 말씀! 어디에 쓰이냐고?
탈것에서 날씨를 관측하는 도구로!
‘기구’는 바깥보다 기구 안의 공기를 가볍게 만들어 위로 뜨게 한 비행 장치예요. 가장 흔히 볼 수 있는 건 ‘열기구’예요. 열기구 속 공기를 데우면 부피가 커지면서 주변 공기보다 가벼워져요. 그래서 하늘로 떠오르게 된답니다.
아름다운 색깔의 열기구 덕분에 스포츠나 레저용으로 많이 알려졌지만, 사실 기구는 오래 전부터 과학 연구에도 유용하게 쓰여왔어요.
기구를 가장 많이 쓰는 건 날씨를 연구하는 과학자들이에요. 일주일 후나 한 달 뒤의 날씨를 예측하려면 높은 곳의 대기를 관측해 지구 전체의 대기 흐름을 파악해야 하거든요.
이를 위해 전세계 기상 관측소에서는 날마다 같은 시간(우리나라 시각 오전 9시와 오후 9시)에 ‘라디오존데’라는 관측 기기를 기구에 매달아 띄우고 있어요. 관측자료는 실시간으로 전송돼 일기예보를 만드는 데 쓰인답니다.
이때 과학자들은 헬륨처럼 공기보다 가벼운 기체를 넣는 ‘가스 기구’를 써요. 가볍기 때문에 18~37km 높이까지 올라갈 수 있거든요.
우주 입자와 방사선을 관측하는 데도 최고!
과학자들은 기구를 띄워 우주에서 날아오는 각종 입자와 방사선을 관측하기도 해요. 이 입자와 방사선을 통틀어 ‘우주선’이라고 하지요.
우주선은 1912년 오스트리아 과학자 빅토르 헤스가 발견했어요. 당시 과학자들은 지구에서 방사선이 나와 땅에서 멀어질수록 방사능 수치가 낮아질 것이라고 생각했어요. 하지만 헤스가 열기구를 타고 5km 높이에서 방사능 수치를 측정한 결과, 땅에서보다 2배나 높았지요. 우주에서 지구 대기로 들어오는 방사선, 즉 우주선을 발견한 거예요.
우주선을 발견한 지 100년이 넘었지만, 과학자들은 아직까지 우주선이 어디서 오는지 잘 몰라요. 초신성이나 감마선 폭발 등의 현상이 원인일 것이라고 추측할 뿐이지요.
그런데 우주선은 지구 대기 중의 입자와 부딪혀서 쪼개지거나 대기에 흡수돼요. 그래서 대기의 영향이 없는 높은 곳에서 우주선을 관측해야 온전한 우주선의 성질을 알 수 있지요.
미국항공우주국(NASA)에서는 30~40km높이에 기구를 띄워 우주선을 관측하는 ‘크림(CREAM) 프로젝트’를 진행해 왔어요. 2004년부터 2016년까지 남극에서 총 7번 기구를 띄워 우주선의 종류와 에너지를 측정했지요.
크림 프로젝트에 참여한 성균관대학교 물리학과 박일흥 교수는 “위성보다 싸고 기기를 회수할 수 있어서 기구로 먼저 실험해 검증을 한 뒤 더 큰 규모의 실험을 진행한다”고 말했어요. 연구팀은 지난 8월 14일, 크림 프로젝트를 바탕으로 만든 우주선 검출기를 국제우주정거장에 설치했답니다.
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Intro. 하늘 위로 과학 기지가 둥둥~! 기구의 변신
