📚 상식 퀴즈 해설

Q. 우주선이 지구 대기권에 재진입할 때 열이 발생하는 주된 원리는 무엇인가?

우주선이 지구 대기권에 재진입할 때 극심한 열이 발생하는 주된 원리는 단열 압축(adiabatic compression)입니다. 우주선은 초속 약 7.8km(시속 약 28,000km)의 극초음속으로 대기에 진입하는데, 이때 우주선 앞의 공기가 극도로 압축됩니다. 기체가 급격히 압축되면 분자 운동이 활발해지면서 온도가 급상승하는데, 이것이 단열 압축열입니다. 우주선 표면 온도는 최대 약 1,650°C까지 치솟을 수 있습니다. 마찰열도 일부 기여하지만, 실제로는 공기 압축에 의한 열이 지배적입니다. 이 열을 견디기 위해 우주왕복선은 내열 타일을 사용했고, 최신 캡슐형 우주선은 열 방패(heat shield)의 표면 물질이 녹으면서 열을 흡수하는 삭마(ablation) 방식을 채택합니다. 2003년 컬럼비아호 참사는 내열 타일 손상으로 인한 것이었습니다.