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ki-soo

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[우주생명과학 시리즈 4] 우주 환경 (요약): 극한의 파노라마

이번 연재부터는 우리가 지구 대기권을 벗어날 경우 마주치게 될 우주 환경의 특성에 대해 살펴보고자 합니다. 단적인 표현으로, 우주 공간(허공)은 지구 생명체의 생존에는 치명적인 극한 환경이라고 하겠습니다. 따라서 유인우주 시대를 성공적으로 열어 가자면 지구인이 우주 환경에 노출될 때 발생할 신체적 문제들과, 그 문제들을 극복하기 위한 의생명과학적 해법을 마련해야 할 것입니다. 그러한 규명 노력이 우주생명과학 연구의 궁극적인 목표 중 하나가 되겠습니다. 우주 공간에서 겪게 될 물리적 변수들은 중력, 온도, 진공, 그리고 우주방사선으로 나눌 수 있겠습니다 (그림 1).[1]-[2] 이번 글에서는 각 변수의 특성에 대해 요약 정리하여 향후 연재물의 기초 정보를 제공하고자 합니다.(1) 중력 (gravity; gravitational force): 잘 아시듯 우리가 지표면에 올라서서 생활할 수 있게 해주는. 힘이 되겠습니다. 아이작 뉴턴은 ‘만유 인력의 법칙’을 통해 질량을 가진 모든...
우주/생명
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[우주생명과학 시리즈 3] 지구 대기권: 우주를 향한 창 열기

우주탐사 시대를 안전하게 열어가려면 지구와 우주 환경을 제대로 이해하는 것이 우선되어야 합니다. 우주로 나가는 과정에는 지구 대기권(atmosphere)이 있고, 고도에 따라 입자나  전하의 분포, 온도, 습도와 같은 물리적 특성이 달라지므로, 우주 환경 설명에 앞서 지구 대기권의 핵심 내용을 먼저 알아보고자 합니다.[1]-[2] 지구 대기권은 해발 특정 고도의 기층 특성에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권 그리고 외기권으로 분류됩니다 (그림 1). 1. 대류권(troposphere): 해수면으로부터 약 12 km(극지 8 km ~ 적도 18 km)까지의 기층으로, 대기 총 질량의 80%과 수분 대부분이 집중되어 있고, 거의 모든 지구 생명체들이 이 기층 하에 서식하고 있습니다. 대류권은 지형과 태양 복사열, 수자원 등으로부터 직접 영향을 받기 때문에 기온, 강수, 기류 변화와 같은 기상 변화가 발생하며, 고도 상승에 따라 기온이 영하 60도(섭씨)까지 내려갑니다. 대류권 ...
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[우주생명과학 시리즈 2] 지구-외계의 경계 그리고 우주선의 받음각(angle of attack)

A. 카르만 라인: 맑은 밤하늘을 올려다 보노라면 무한한 허공 속에 무수한 별들을 보게 됩니다. 그럴 때면 우리는 어디까지가 지구이고 어디서부터 외계(outer space)라 하는지 궁금하게 됩니다. 이런 질문에 대해 1950-60년대 공학자들은 항공기의 고도 비행과 우주선(spaceship)의 궤도 비행을 구별하여 규정하고자 했으며, 항공 관련 기록을 관리하는 국제항공연맹(FAI)은 카르만 라인(Karman line)을 지구-외계의 경계로 채택하게 됩니다. 이 카르만 라인은 헝가리계 미국인 공학자 시오도어 폰 카르만(Theodore von Karman, 1881-1963)이 1957년에 제시한 평균 해발 고도 100 km를 지구 항공의 한계로 정의한데서 비롯되었습니다. 아래에 그 이론적 근거를 요약했습니다.[1]      우리가 비행체를 타고 계속 고도를 올라가면 공기는 점점 희박해지고 결국 공기밀도가 거의  0(zero)인 진공에 접근하게 됩니다. 이 상황에 이르면 날개로부...
우주/생명
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우주생명과학 시리즈 1 - 우주의 규모 Scale of the space

우주생명과학(space biology, space life science, astrobiology)은 생명체가 우주 환경에 노출될 때 발생하는 세포생리학적 변화와 그에 대응할 과학기술적 해법 연구에 목표를 두고 있습니다. 또한 외계(outer space) 생명체 탐사와 지구 생명체의 외계 이주 프로그램에 대해서도 장기적인 목표를 두고 있습니다. 이러한 계획을 차질없이 추진하려면 우주 환경이 지구와 얼마나 다른 지 먼저 살펴야 할 것입니다. 본 시리즈에서는 우주의 규모(scale), 중력 개념, 우주방사선, 극한 온도 변화 등 우주 환경에 대해 살펴본 뒤, 지구를 벗어날 경우 일어날 생체 변화를 하나씩 풀어갈 예정입니다. 이번 글에서는 단일우주 팽창론 및 우주의 규모(크기)에 대해 요약하고자 합니다. ‘우주’는 한자로 집 우(宇), 집 주(宙)로 씁니다. 우주가 지구(생명체)를 둘러싼 집이라는 의미에서 보금자리 우주관을 엿볼 수 있습니다. 영어 universe에는 우주가 ‘하나(...
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