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2013년 개봉한 영화 <;그래비티>;의 주인공 라이언 스톤 박사는 국제우주정거장(ISS)이 우주쓰레기의 습격으로 완전히 부서지며 큰 위기를 맞아요. 우주쓰레기에 당했지만, 다행히 짧은 거리는 이동할 수 있는 우주선 소유즈 호를 타고 중국 우주정거장 톈궁으로 향하지요. 톈궁에는 지구로 귀환할 수 있는 탈출용 우주선이 있거든요.

그런데 예상치 못한 문제가 생겼어요. 톈궁이 보이는 곳까진 왔는데, 소유즈 호에서 톈궁까지 건너갈 수 있는 방법이 없는 거예요. 잠시 고민하던 스톤 박사는 소화기의 안전핀을 뽑고, 뒤쪽으로 분사해 톈궁까지 무사히 도착했답니다. 과학의 눈으로 딴지를 걸자면 소화기로 추진력을 얻어 움직일 순 있지만, 소화기의 분사량을 정밀하게 제어할 수 없기 때문에 영화처럼 빙글빙글 돌면서 정확한 위치에 다가가는 건 거의 불가능해요.

그렇다면 소화기로 추진력을 얻는 건 어떻게 가능할까요? 하늘로 솟아오르는 로켓을 생각하면 쉬워요. 카운트다운이 끝나면 로켓은 연료를 연소시켜 가스를 아래로 내뿜어요. 이때 작용-반작용 법칙에 따라 반대방향 즉, 하늘 방향으로 박차고 올라가는 힘이 생기지요. 발사 시 가스의 운동량이 클수록 추진력도 커진답니다. 운동량 보존 법칙에 따라 연료가 아래 방향으로 뿜어져 나오면서 생긴 운동량만큼 로켓 본체가 움직이기 때문이지요.

에어로켓을 날려보자!

허팝과 함께하는 두 번째 과학 시간이에요. 이번 시간에는 페트병과 고무호스를 이용해 에어로켓을 만들어 볼 거예요.

만드는 방법은 간단해요. 투명 플라스틱 관에는 로켓 머리를 연결해 로켓 본체를 만들고 노란 기둥에 고무호스와 페트병을 끼워 발사대를 완성하세요. 이때 공기가 새어나가지 않도록 테이프로 연결부위를 한 번 더 감아 주세요. 공기가 조금이라도 새어나가면 에어로켓의 추진력이 약해져 멀리까지 날아가지 못하거든요. 조립을 다 마쳤다면 스티커로 로켓을 취향에 맞게 꾸미고, 노란 발사대에 로켓을 끼우면 발사 준비 끝!

에어로켓은 일반적인 천장 높이보다 멀리 날아가기 때문에 실내에서는 위험해요. 따라서 운동장이나 공터 같은 야외에서 실험하세요. 적당한 장소를 찾았다면 한 사람은 로켓이 하늘을 향하도록 발사대 밑 부분을 꽉 잡아요. 로켓이 발사될 때 다치지 않도록 얼굴을 로켓 반대 방향으로 돌리고요. 

이제 모든 준비가 끝났으니, 로켓을 발사시켜 볼까요? 페트병 가운데를 있는 힘껏 발로 세게 밟으면, 눈 깜짝할 사이에 로켓이 멀리 날아간답니다.