[화이트페이퍼=김진수기자] 우주 탐험에서 난제 중 하나는 연료다. 허허벌판 같은 우주 공간에서 어느 행성으로부터 급유를 받겠는가. 그 방법 중 하나가 ‘슬링샷 효과(slingshot effect)’이다. ‘슬링샷’(slingshot)은 새총을 뜻한다.
복잡하고 어려운 우주과학을 쉽게 설명한 <스페이스 크로니클>(부키. 2016)에 그 내용이 소개되었다.
"뉴턴의 탄도역학을 적용한 또 다른 사례로 ‘슬링샷 효과(slingshot effect)’라는 것이 있다. 우주 탐사선을 태양계 끝까지 보내려면 지구에서 얼마나 빠른 속도로 발사해야 할까? 모르긴 몰라도, 처음 발사할 때의 속도로는 어림도 없을 것 같다.
물론 로켓 엔진이 계속 가동되므로 지구의 중력권을 탈출하는 데 필요한 속도까지는 도달할 수 있지만, 연료가 떨어진 후에는 더 이상 우주선을 가속할 방법이 없다. 그런데도 느려터진 탐사선을 계속 발사하는 이유는 여행 도중에 속도를 얻는 비법이 있기 때문이다.
NASA의 연구원들은 각 행성의 궤도와 현 위치를 주도면밀하게 분석하여, 우주선이 목성과 같은 거대 행성을 지나갈 때 중력 에너지를 우주선의 운동 에너지로 전환시킨다. 공전 궤도를 따라 움직이는 목성을 뒤에서 따라가다가 가까이 접근하면 마치 뒤로 당겼다가 발사되는 고무줄 새총처럼 우주선의 속도가 증가하게 된다. 이것이 바로 슬링샷 효과이다.
목성의 중력이 ‘당겨진 고무줄’의 역할을 하는 것이다. 위치와 타이밍이 적절하다면, 우주선은 그 후에도 토성, 천왕성, 해왕성을 만날 때마다 같은 방법으로 속도를 증가시킬 수 있다. 목성의 슬링샷 효과만 이용해도 우주선의 속도는 거의 두 배로 빨라진다." -211~212쪽
이 책은 칼 세이건의 뒤를 잇는 저자 천체물리학자 닐 디그래스 타이슨이 우주의 의미, 그리고 우주와 인간의 관계를 재조명한 과학서다.
