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2021년 쏘아 올린 누리호가 실패한 원인은 산화제 탱크에 균열이 생기면서 산화제가 누설돼 로켓의 속도를 높여 주는 3단 엔진이 충분히 연소하지 못했기 때문이에요. 이로 인해 인공위성 모사체가 목표 궤도에 진입하기 위한 속도에 도달하지 못했답니다. 그렇다면 인공위성의 속도는 궤도 진입과 어떤 관계가 있는 걸까요?

우주에서 공을 앞쪽으로 던진다고 상상해 보세요. 우주는 무중력 상태이기 때문에 던진 공은 계속해서 앞으로 나아갈 거예요. 하지만 지구에서 공을 던지면 공이 포물선 운동을 하며 지표면으로 떨어져요. 야구에서 투수가 던지는 강속구도 우리가 던진 공보다 조금 더 멀리 갈 수는 있지만, 땅으로 떨어진다는 사실은 변하지 않지요.

이처럼 우주와 지구에서 공의 운동이 다른 이유는 ‘중력’ 때문이에요. 지구에서는 중력이 작용하기 때문에 던진 공은 앞으로 나아가다가 점점 지표면에 가까워져요. 그런데 만약 초인적인 힘을 가진 헐크가 공을 던진다면 어떻게 될까요? 공이 지표면으로 떨어지려고 하는 것보다 더 빠르게 앞으로 나아간다면 그 공은 지구 주위를 계속 돌게 될 거예요.

인공위성의 원리도 똑같아요. 지구 주위를 도는 인공위성에는 크게 지구가 잡아당기는 ‘중력’과 지구에서 튕겨 나가려는 ‘원심력’이 작용하는데, 원심력은 인공위성의 속도와 관계가 있어요. 인공위성이 빠르게 지구 주위를 돌면 원심력이 중력과 평형을 이루지요. 이러한 원리로 빠르게 회전하는 인공위성은 지표면으로 떨어지지 않고 계속해서 일정한 궤도를 돌 수 있는 거랍니다.