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지구에서 출발한 탐사선이 태양계 끝에 있는 해왕성을 가려고 한다면 어떻게 가는 것이 가장 경제적으로 갈 수 있을까? 대부분의 사람은 지구와 해왕성을 일직선으로 두고 최단거리로 가는 것이 가장 경제적이라 생각할 것이다.

지구에서는 그 방법이 가장 경제적이고 빨리 갈 수 있는 방법이지만 우주에서는 그렇지 않다.

직선으로 가는 방법은 생각보다 연료도 많이 들고 현재 인류가 가진 우주선의 최대 속도 이상 낼 수 없기 때문에 그리 효과적인 방법이 아니다.

그렇다면, 어떻게 가는 것이 가장 효과적이고 경제적일까? 바로 스윙바이(Swing by)또는 플라이 바이(Fly by)라 말하는 방법으로 태양계를 이리 돌고 저리 돌아가야 가장 빠르게, 그리고 가장 경제적으로 도착할 수 있다.

최단거리로 가는 것이 가장 좋은 것이 아니라 이리저리 돌아서 가야지 좋다라는 게 이해가 잘 안 되겠지만 우주는 우리의 생각보다 훨씬 넓고 우주선이 보유할 수 있는 연료의 양이 그리 충분하지 않다라는 것을 알면 이해가 될 것이다.

지구에서 해양성까지 일직선으로 비행하게 되면 우주선은 우주선이 가진 자체 추진력 이상의 속도를 낼 수 없다.

즉 초기 획득한 속도 그대로만 비행을 해야 한다.

하지만, 플라이바이 비행의 경우 우주선은 자체 속도로 비행을 하다가 주변에 달이나 화성, 목성이나 토성과 같은 중력이 작용하는 행성이 있으면 그 행성의 인력을 이용한다.

즉, 일부러 행성의 인력권 안에 들어가 우주선이 가진 추진력과 인력의 힘을 더하여 속도를 증가시킨 다음 행성을 비켜 지나가며 다시 그 행성의 인력권을 벗어난다.

이런 방식으로 2~3개의 행성을 지나게 되면 원래 가지고 있던 추진력보다 훨씬 더 강한 추진력을 얻어 보다 빨리 해왕성에 도착할 수 있게 되는 것이다.

실제로 지구에서 발사되는 모든 우주선은 플라이바이 방식으로 속도를 얻고 있다.

특히 인류 역사상 최초로 태양계를 벗어난 탐사선인 보이저 1호도 목성과 토성을 플라이바이 하여 속도를 얻은 뒤 태양계 벗어났는데 목성을 플라이바이 할 당시 보이저1호의 속도는 시속 7만 4,000km로 지구 탈출 속도인 시속 4만 km에 비해 3만 km 이상의 추가적인 속도를 얻은 셈이다.

박물관에 전시된 물건들이 밤만 되면 살아 움직인다? 박물관 야간경비원을 시작한 주인공 래리가 겪는 신기한 경험을 다룬 영화 ‘박물관이 살아있다’는 2006년 크리스마스에 개봉돼 많은 인기를 모았다.

그 인기만큼 두 번째 이야기에 관심이 모인 것도 사실.

숀 레비 감독은 관객들의 기대를 저버리지 않고, 다음 공간으로 세계 최대의 박물관인 ‘미국 스미소니언박물관’을 선택했다.

스미소니언 박물관은 1846년 워싱턴에 설립된 것으로 15개의 개별 박물관과 미술관, 동물원 등으로 이뤄진 종합박물관이다.

이 박물관은 매년 7300만 명의 관람객을 유치하며 ‘인류의 지식을 넓히는 시설’로서 역할을 톡톡히 하고 있다.

영국 화학자 스미슨(james smithson)이 약 55만 달러의 기부금이 이뤄낸 성과다.

그 중에서도 단연 눈길을 끄는 것은 인간이 최초로 하늘을 날았던 라이트 형제의 비행기와 달 탐사에 사용했던 로켓 등이 전시된 항공우주박물관.

인간이 최초로 하늘을 날았던 순간부터 우주개발에 나서는 지금까지의 역사를 한눈에 볼 수 있으니 항공우주를 알고자하는 사람에게는 그야말로 최고의 공간인 셈이다.

워싱턴의 전시관 22개에는 항공기가 62대, 우주선이 50여 대를 비롯한 2천여 점의 항공우주 전시물이 위용을 자랑한다.

중앙 홀은 비행기, 로켓 등 실물을 매달아 관람객들이 직접 만지고 볼 수 있으며, 파일럿처럼 운전석에 앉아 시뮬레이션도 할 수 있다.

전시관에서는 거대한 비행기가 하늘을 나는 원리도 볼 수 있고, 비행기가 날수 있는 양력 장치의 원리와 공기, 압력 등을 직접 실험해 볼 수 있다.

항공우주의 지식을 넓히기 위해 다양한 방식의 전시와 체험을 제공하는 것이다.

‘박물관이 살아있다2’의 장면은 항공우주에 대한 호기심을 자극하기 좋았다.

영화 속 모든 비행기, 제트기, 각종 모형과 로켓까지 부활시켜 박물관 천체가 살아 움직이는 것처럼 만들었기 때문이다.

이에 숀 레비 감독마저 항공우주박물관에서 촬영한 장면을 최고로 꼽는다고 한다.

그렇다면 이번 기회에 영화에서 주요하게 등장한 최초의 비행기를 비롯해 달 착륙에 사용된 로켓, 가장 먼저 초음속을 돌파한 비행기 등 항공우주를 대표하는 전시물에 대해 자세히 알아보는 것은 어떨까.

워싱턴 본관에 전시된 몇 가지 유물을 통해 항공우주 개발의 역사를 간략하게 소개한다.

우리가 가장 먼저 볼 것은 박물관 1층 입구에 전시된 플라이어1호다.

영화 속 주인공 래리가 손으로 직접 운전하기도 한 플라이어1호는 사람의 힘이 아닌 엔진으로 움직인 최초의 비행기다.

엔진의 추진력은 프로펠러에서 나왔고, 비행할 당시 엔진은 12마력으로 우리나라 농촌에서 볼 수 있는 경운기 엔진과 비슷한 힘을 냈다.

라이트 형제는 1903년 12월 17일 오전 10시 35분 인류 최초로 엔진을 단 이 비행기를 타고 12초간 37m를 비행했다.

박물관 측은 라이트 형제의 업적을 기리기 위해 이들을 위한 특별 전시관을 마련해 놓고 있다.

또 라이트 형제가 실제 비행에 사용한 플라이어1호를 관람객이 자세히 살펴볼 수 있게 전시했다.

관람객들은 라이트 형제가 공기 역학을 연구하기 위해 만든 풍동(Wind Tunnel)과 최초 동력 비행의 시간을 쟀던 스톱워치, 라이트 형제가 실험에 사용했던 연과 글라이더 등도 함께 볼 수 있다.

스미소니언 박물관 큐레이터인 톰 크라우치 박사와 피터 재캅 박사는 ‘라이트 형제와 항공시대의 발명’이라는 책을 내기도 했다.

최초로 음속을 돌파한 ‘벨 X-1호’도 살펴볼 만한 전시물이다.

공군 조종사 척 예거가 만들었고 워싱턴 본관 2층에 전시돼 있다.

지금은 음속 돌파 비행기가 많이 있지만 1940년대만 해도 음속으로 날기만 하면 추락하는 비행기들이 많았다.

기계적인 문제가 없는 멀쩡한 비행기도 폭발하는 경우가 많았는데 이는 음속돌파에 대한 연구가 없어 이 현상에 대해 잘 몰랐기 때문이다.

비행기가 음속을 돌파하면 비행기 몸체 주위에는 충격파라는 공기의 흐름이 생긴다.

이것은 비행기 몸체에 큰 진동을 주게 되고 심한 충격을 받