김 용묵의 절대공간 - 블로그

인류가 만들어 낸 인공물(artifact) 중 현재 지구에서 가장 멀리 떨어져 있는 것은 우주 탐사선 보이저 1호/2호이다. 태양계를 떠나 지구로부터 한없이 멀어지고 있는 탐사선은 파이어니어 10/11호밖에 없는 줄 알았는데, 이것 말고도 더 있다는 걸 알게 됐다.

http://blog.naver.com/bk210850/140001208301
이들은 이미 태양-해왕성 사이 거리의 두 배에 달하는 지점마저 넘어섰다.

파이어니어 10호의 경우 2003년 초에 정말 가냘픈 신호가 감지된 것을 끝으로 교신이 영영 끊겼고, 이제는 수명이 다 해 죽은 것으로 추정된다. 하지만 보이저 탐사선은 지구로부터 100수십 억 km나 떨어져 태양계의 거의 끝자락에 도달했음에도 불구하고 지금도 예상 수명을 훨씬 초과하여 살아 있고 활동 중이라 하니, 정말 놀랍지 않을 수 없다. 물론, 그렇게도 멀리서 오는 탐사선의 미약한 전파를 잡아내려면 정말 넓고 크고 성능 좋은 안테나들을 세계 각지에 설치해 놔야 한다.

  (파이어니어 10호는 2000년 말에도 교신이 한동안 끊겨서 이거 실종이 아닌가 싶었으나 2001년 5월에 다시 신호가 와서 관계자들이 안도한 적이 있었다.)

무려 30여 년 전, 박통 시절에, 인텔에서 이제 막 4비트/8비트 마이크로프로세서를 만들어 내던 시절에 발사된 우주 탐사선이 지구로 각종 행성들의 사진을 보내 왔다는 게 정말 믿기 힘들다. 하다못해 JPG 압축 알고리즘도 없던 시절인데 말이다.
본인의 경우, 처음 봤을 때의 전율과 감격을 아직도 잊을 수 없는 사진이 뭐냐 하면 달 뒷면의 모습, 그리고 달과 지구가 나란히 포즈를 취하고 한 사진에 찍혀 있는 모습이다. 달은 지구에 비해서 얼마나 비정상적으로 기괴하게 큰 위성인지를 한눈에 알 수 있다. 인류가 이런 정보와 지식을 얻기까지 몇 년이 걸렸던가!

1960, 70년대엔 냉전 구도 때문이었는지는 모르겠으나 미국과 러시아가 우주 개발이 한창 전성기였다. 어떤 놈은 금성과 수성의 표면을 관측한 뒤 임무를 마치고 태양을 돌다가 과열되어 최후를 마치기도 했고, 어떤 놈은 금성 대기권에서, 어떤 놈은 금성 표면에서 1시간을 버티다 고열 고압을 견디지 못하고 파괴되기도 했다. 탐사선 이름은 기억 안 나는데, 목성 착륙을 시도하다가 그대로 파괴되어 버리고 연락이 끊긴 놈도 있었다. 목성은 크기만 작을 뿐 내부 성분은 태양 같은 항성과 완전히 똑같다고 하니, 착륙했다간 그 길로 짙은 고압 유독가스에 모든 게 분해되어 버릴지도 모르겠다. Quake 3 Area에 나오는 Fog of Death가 생각난다.

그런 시도가 있은 후 어떤 놈은 그렇게 특정 행성에서 말뚝 박고 최후를 마치는 게 아니라 아예 태양계 밖으로 영원한 질주를 시작한 것이다. 기존 행성의 중력을 이용하여 나름 초속 수십 km로 주행한다 하지만 그래 봤자 한 행성에서 다른 행성까지 가는 데 꼬박 2~3년씩 걸린다. 지구와 전파를 교신하는 데도 수십 분에서 한두 시간은 족히 걸린다. (태양-지구 사이의 거리인 1 천문단위가 전파로는 8분 20초 가량 소요)

그런데 여기서 중요한 것은, 자체 연료도 없는 우주 탐사선이 아무 때에나 그렇게 기존 행성의 중력을 잘 이용하여 태양계 바깥으로 갈 수 있는 게 아니라는 사실이다. 정확한 사항은 기억이 안 나지만, 1970년대 중반이 외행성들이 거의 일렬로 배열되어 백수십 년마다 한 번 찾아올까 말까 하는 절호의 기회였다고 한다. 이것도 어쩌면 영적으로 볼 때 우연은 아닌 것 같다. -_-;;

탐사선의 궤도를 계산하고 탐사선이 그 암흑천지 우주 공간 속에서 일말의 에너지를 받아서 전력을 생산하고 더구나 사진까지 찍고 지구와 교신하는 건 정말 수학과 과학 첨단 기술의 승리라고밖에는 말할 수 없다. 광량이 절대적으로 부족한 곳에서 항성도 아니고 행성 사진을 어떻게 저렇게 찍었을까? (극악의 노출 시간 동안 있는 빛 없는 빛 다 긁어모아서 찍지 않았겠나? -_-) 육안으로는 지구에서 관측할 수 없는 천왕성만 해도 아직까지 우주 탐사선이 보내 준 사진의 질이 별로 좋지 못하며, 그저 희뿌연 구 형상만 파악할 수 있는 실정이다.

컴퓨터의 발전 속도도 놀랍지만
어떻게 인간이 자체 동력으로 하늘을 나는 데 성공하고서 겨우 반세기 남짓만에 민간인 여객기가 전세계를 연결하기 시작하고 인공 위성을 띄웠으며 이내 우주 왕복선과 탐사선이 발사되었을까? 그런데 한편으로는 그로부터 거의 40년이 또 지난 지금은 왜 우주 개발 쪽으로 아무런 진척이 없을까? 신기하기 그지없다.

또한 우주를 아무리 뒤져 봐도 아직까지 태양과 지구 같은 이런 행성-항성 조합은 발견되지 않았고 생명 또한 발견되지 않은 것도 경이롭다. 달은 자전 주기와 공전 주기가 정확하게 일치하여 지구에서는 뒷면이 절대로 보이지 않으며, 지구에서 달의 겉보기 크기가 태양의 겉보기 크기와 일치하는 것도 우연이라고는 도저히 받아들일 수 없는 이상한 점인 것은 틀림없어 보인다.

Posted by 사무엘

http://www.hani.co.kr/arti/science/kistiscience/336364.html
http://pc21th.egloos.com/4496840
(참고)

철도는 선로 위의 돌멩이가 치명적인 약점이고
항공기는 조류 충돌이 치명적인 약점이라면
인공 위성, 우주 왕복선 등에는 지구 표면을 뒤덮고 있는 수천, 수만 개의 우주 쓰레기들이 치명적인 위협으로 작용하고 있습니다.

5, 60년대 처음 발사되던 당시에 인공 위성은 인류에게 우주 개발 시대를 여는 신호탄이었고, 미국· 러시아 같은 강대국의 최첨단 과학 기술의 총아였습니다.
지구는 둥글기 때문에 직진하는 전파만으로는 지구 반대편으로 신호를 보낼 수 없습니다. 과거에는 고맙게도 지구 대기권의 전리층이 전파를 반사해 주었기 때문에 어느 정도 무선 통신이 가능했습니다.

하지만 오늘날처럼 정보가 폭증하고 있고 옛날보다 훨씬 더 파장이 짧은 전파도 쏘아올리는 시대에는, 지구 전리층만으로는 한계가 있고 통신 위성이 전파를 별도로 처리해 주어야 합니다. 달에는 전리층 같은 것도 없기 때문에 달 뒷면에 쏙 숨으면 지구와 교신이 그대로 끊어져 버립니다. 놀랍죠?

위성은 말 그대로 한없이 지구를 향해 떨어지고 있는 덕분에 지구상에 떠 있는 존재입니다. 통신 용도로 쓰이며 지구 자전 주기와 공전 주기가 완전히 같은 '정지 위성'은 지표면으로부터 무려 35000km에 달하는 곳에 떠 있으며, 개수도 전세계적으로 200개가 채 되지 않습니다. 이 이상은 더 띄우지 않기로 국제 협약까지 맺어져 있습니다.

하지만 이보다 더 낮은 고도, 짧게는 300~2000km 정도의 고도에서 도는 인공 위성도 굉장히 많이 존재합니다. (이 정도만으로도 이미 최소한 열권 이상이고 우주나 다름없는 영역입니다) 그리고 이 저궤도 위성이 문제입니다.

낮은 궤도를 도는 위성은 그만큼 지표면과 가깝기 때문에 통신이나 정찰 임무를 더 원활히 수행할 수 있으며 띄우는 데 드는 비용도 저렴합니다. 그렇지만 그만큼 대기와의 마찰도 고궤도보다는 커서 계속 떠 있기가 힘들며, 지구를 매우 빠르게 돌아야 합니다. 공전 횟수가 하루에 10수 회 정도는 기본인 걸로 알고 있습니다.

이런 이유로 인해 저궤도 위성은 수명이 짧습니다. 열권 정도만 돼도 위성은 잘 알다시피 태양 방면과 지구 방면의 표면 온도차는 달의 낮과 밤의 차이만큼이나 벌어집니다. 위성은 이런 환경에서도 자체적으로 열 제어를 하고, 마치 통닭구이처럼 뱅글뱅글 돌면서 온도 배분을 균형 있게 하도록 설계되지요. 지표면보다 훨씬 더 열악하고 살벌한 환경에서 동작하는 기계인 것입니다. 거기에 돌아가는 컴퓨터도 오늘날의 PC에다 견주자면 XT급이 될까말까 하지만 그걸로도 옛날에는 임무 수행 할 걸 다 한 셈입니다.

하지만 수명이 다하고 이물질 때문에, 혹은 초속 수십 km로 날면서 공기와의 마찰이 누적되어 야기된 물리적 손상 때문에, 제품에 미묘한 오동작이 발생하면.. 이런 균형이 깨지게 됩니다. 위성은 이 온도차를 견디지 못하고 단순히 고장나서 작동만 중단되는 게 아니라 배터리 같은 것이 열받아서 펑 폭발합니다.

수명이 끝난 폐 인공 위성이라든가 이런 잔해들은 땅에 잘 떨어지지도 않고 초속 수~수십 km로.. 총알보다도 더 빠른 속도로 날아다니면서 우주 교통을 방해하는 요인이 되고 있으며, 인공 위성의 추후 발사를 어렵게 만들고 있습니다. 말 그대로 우주 쓰레기들입니다. 부딪치면 꽤 많이 아플 겁니다. 이 정도면 조류 충돌쯤은 저리가라이죠?

인공 위성 잔해는 아니지만, 로켓이 발사되면서 떨어뜨린 수백 kg급의 연료 탱크가 바닷속에 처박히지도 않고 우주 쓰레기가 되어 지구 주변을 돌고 있었다는 말에도 적지 않은 충격.
인간의 손길이 닿은 곳은 땅, 물, 공기도 모자라서 우주 공간까지 자가 회수가 되지 않는 폐기물 찌꺼기들로 몸살을 앓게 되는 것 같습니다. 무슨 일을 해도 깔끔하게 하질 못하고 꼭 side effect를 남기고, 뒷수습을 스스로 못 합니다.

이런 우주 쓰레기들은 컴퓨터로 비유하자면 garbage collection 없이 memory leak가 한계에 달하고 있는 컴퓨터 메모리라든가, 수천 개의 legacy들과 DLL hell로 몸살을 앓고 있는 과거 윈도우 시스템 디렉터리를 보는 것과 같습니다.

Posted by 사무엘

자동차가 다니는 도로 중에는 일반 시가지의 도로와는 달리, 진출입로를 입체화하여 신호 대기를 없애고 보행자는 물론 이륜차도 접근할 수 없게 한 ‘자동차 전용’ 도로가 있다. 이런 도로는 최고 속도 제한뿐만 아니라 최저 속도 제한까지 있어 많은 자동차가 원활하게 통과하도록 하고 있다.

한편, 도시와 도시를 이으며 해당 지역이 아닌 중앙 정부에서 노선을 직접 고시하여 관리하는 도로를 ‘국도’라고 부른다. 국도는 이미 번호로 매겨져 있어서 가령 1번 국도는 서울, 안양, 평택 등 처음엔 경부선 철도와 비슷한 길을 가다가 목포로 가며, 4번 국도는 경주 감포에서 출발하여 대전까지 경부선과 비슷한 방향을 향하다가 당진에서 끝난다. 국도라는 용어에는 시설이라는 개념은 그다지 들어있지 않기 때문에, 심지어 비포장 아니면 2차선 도로일 수도 있고 최근에 리모델링된 국도 구간은 미국 프리웨이급의 8차선의 고가 도로일 수도 있다. 원래 국도의 노선은 북한 지역까지 다 포함하고 있다.

이 글에서 다루고자 하는 한국의 고속도로는 자동차 전용 도로의 성격에 가깝지만 행정상으로는 ‘고속 국도’이다. 즉 국도이지만 통행료를 받는 유료 도로이고 시설이 일반 국도보다 훨씬 더 좋다. (88올림픽 고속도로는 예외이지만.)
사실 이런 고속도로와 개념적으로 정확하게 100% 대응하는 말이 영어에는 존재하지 않는다. 미국에는 한국의 경부 고속도로급의 넓고 잘 뻗은 길이 경부-경인 축이나 수도권에만 있는 게 아니라 미국 전역에 구축되어 있다. 하지만 한국과 같은 유료 도로는 아니다.

고속도로가 많지 않던 시절에는 매 도로마다 이름이 붙어 있었지만 요즘은 고속도로가 워낙 거미줄처럼 많이 놓이고 구조가 복잡해지면서, 우리나라도 고속도로의 이름을 없애고 일반 국도처럼 번호만으로 부르려고 시도하고 있다. (한국의 고속도로로서 상징적인 의미가 매우 큰 경부 고속도로는 당당히 1번이다.)
하지만 국민 정서상 그게 금방 정착할 것 같지는 않다. 주변에는 여전히 경부, 중부내륙, 영동 같은 명칭이 친숙하다.

이 한국의 고속도로는 유료 도로이다 보니 통행료를 징수하는 톨게이트가 존재한다. 마치 지하철 역 내부가 승차권 개집표기 전후로 분리되어 있고, 공항 내부가 탑승권 소지자만 들어가는 구역으로 분리되어 있는 것처럼 고속도로 구간을 분리하는 역할을 톨게이트가 하는 셈이다. 톨게이트는 차량의 소통을 크게 방해하기 때문에 이 오버헤드를 줄이고자 요즘은 하이패스 같은 기술이 등장하기도 했다.

톨게이트는 고속도로가 시작하는 양 종점에 있고 또 각 지역 인터체인지 말단에도 있다. 그래서 자동차는 톨게이트를 통과하여 고속도로에 진입한 후 톨게이트를 통과하여 고속도로에서 벗어나게 된다. 여기까지는 이해하는 데 아무 어려움이 없을 것이다.

그런데 경인이나 외곽 순환 같은 수도권 고속도로에서는 얘기가 좀 달라진다. 여기서는 단순히 장거리 여행이 아니라 매일 출퇴근을 고속도로로 하는 사람도 굉장히 많다. 진출입로인 인터체인지도 훨씬 더 조밀하게 많이 있다. 마치 일반 철도역 간격으로 있던 역이 (광역)전철역 간격으로 바뀌는 것과 정확히 같다. 여기에 일일이 다 톨게이트를 설치하고 수많은 차들을 세우는 것은 현실적으로 무리이다.

그렇기 때문에 이 두 고속도로는 다른 방법으로 통행료를 징수하고 있다.
일단 고속도로에 진입 자체는 톨게이트 없이 마음대로 한다. 하지만 도로 중간중간에 톨게이트가 있다. 외곽 순환의 경우 전구간을 통틀어 6개의 톨게이트가 있으며 경인 고속도로는 도로 중앙에 톨게이트가 하나 있다. 물론 통행료도 일반적인 거리 비례제가 아니라 고정된 요금을 매우 조금만 징수한다. 또한 톨게이트를 통과하지 않는 구간만 이용할 때는 통행료를 낼 필요가 없다.

따라서 경기도 남부에서 수평축의 외곽 순환 고속도로와 만나는 수직축의 서해안/경부/중부 고속도로들은, 외곽 순환 고속도로와 만나기 전에 이미 전통적인 방식의 요금 정산과 징수를 끝내야 한다. 그래서 제각기 서서울/서울/동서울 톨게이트는 안산, 성남 같은 꽤 남쪽에 자리잡고 있다.

철도뿐만 아니라 도로도 수도권과 비수도권이 상이한 교통 수요에 따른 상이한 운영 방식을 유지하고 있다는 것을 알 수 있다.

참고로, 철도는 서울을 기점으로 보지만 도로는 남북 통일과 대륙 진출을 염두에 두고 남쪽을 기점으로 보고 있다는 것이 흥미로울 것이다. 즉 경부 고속도로의 기점을 서울이 아닌 부산으로 본다는 것이다.

Posted by 사무엘

※ 육상 (도로)

문전 수송이 가능한 유일한 교통수단
차체의 크기가 가장 작음
휴게소라는 중간 시설이 있는 유일한 교통수단
조향이 가능한 2차원 교통수단
도로 정체의 영향을 받는 유일한 교통수단. 날씨 영향도 받긴 하나 항공, 해운만하지는 않음. 승차권에 평균 운행 시간은 나와도 도착 예정 시각은 찍혀 있지 않음

※ 육상 (철도)

한 치의 오차도 없이 정확하게 길이 있는 곳만 다닐 수 있고, 진로 분기도 외부에서 선로를 바꿔 줘야만 가능한 유일한 1차원 교통수단. 폐선되는 경우, 차량이 다니던 기반 시설까지 다 철거해야 하는 유일한 교통수단.
버스보다 객실 폭이 넓지만, 선로 폭은 도로보다 더 좁음 (공간 이용이 매우 효율적)
조향이라는 개념이 없기 때문에 속력은 비행기 다음으로 가장 빠르게 올릴 수 있음
좌석에 구명 장비(조끼, 안전벨트, 마스크 등)가 없는 유일한 교통수단. 멀미도 전혀 없다.
차량을 매우 길게 편성할 수 있어 대량 수송에 적합함
길에 대한 초기 투자비용이 가장 많이 들며, 꼼꼼한 유지 보수도 필요한 유일한 교통수단
전기 동력원을 쉽게 끌어다 쓸 수 있는 유일한 교통수단
기상 영향을 가장 덜 받는 전천후 교통수단
차체의 옆에서 탑승하며 출입문이 여러 군데에 있음

※ 항공

유일한 3차원 교통수단이며 디젤 엔진이 쓰이지 않는 유일한 교통수단
운항 중에는 중간 정지나 기체 비상 탈출이 절대 불가능한 유일한 교통수단으로, 운항 전 보안이 가장 크게 요구됨
속력이 가장 빠르고 가장 장거리를 운행할 수 있으며 운임도 가장 비쌈

※ 해운

탈 때, 동체가 땅에 닿아 있지 않은 유일한 교통수단
조향이 가능한 2차원 교통수단 (도로와 비슷)
크기를 가장 키울 수 있는 교통수단. 화물의 비중이 큼 (철도와 비슷)
바다의 특성상, 풍력으로도 그럭저럭 달릴 수 있는 유일한 교통수단
속력은 가장 느림
기상 영향을 크게 받음 (항공과 비슷)

서로 개성 넘치죠?

Posted by 사무엘