Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

미래의 우주선들이 우리 주머니속에 들어간다면?ㅣ 도남 펨바(Dhonam Pemba)

번역: Won Jang 검토: Jihyeon J. Kim

여러분은 우주선을 상상할 때

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

아마 이런 것들을 생각할 것 입니다.

or this, or maybe this.

아니면 이런거나

아니면 이런것 이겠지요.

What do they all have in common?

이것들 사이에 무슨 공통점이 있나요?

무엇보다 이것들은 모두 거대하다는 것이지요.

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

왜냐하면 이것은 사람, 연료, 그리고 다른 저장품과 과학 기기들

and all sorts of supplies, scientific instruments,

and, in rare cases, planet-killing lasers.

그리고 가끔씩은 행성 파괴용 레이저를 실어야 하기 때문이죠.

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

하지만 다음 세대의 우주선은 아마 훨씬 더 작을 지도 모릅니다.

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

여러분의 주머니에 쏙 들어갈 만큼이죠.

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

이런 초소형우주선 무리를 우주로 보낸다고 상상해 보세요.

They could explore distant stars and planets

이들은 먼 별들과 행성들을 탐험하면서

by carrying sophisticated electronic sensors

탑재된 정교한 전자 센서를 통해

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

온도나 우주방사선 같은 것들을 모두 측정 할 수 있을 겁니다.

You could deploy thousands of them

여러분은 단 한 개의 우주 왕복선 임무의 비용으로

for the cost of a single space shuttle mission,

수천대의 초소형 우주선들을 배치시킬 수 있습니다.

exponentially increasing the amount of data

덕분에 우주에 대해 얻을 수 있는 정보도 기하급수적으로 증가할 것입니다.

we could collect about the universe.

And they're individually expendable,

그리고 각각의 우주선들은 소모품이기 때문에

meaning that we could send them into environments

값비싼 로켓이나 탐사선을 보내기에는

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

좀 부담스러운 곳에도 부담없이 보낼 수 있습니다.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

지금도 몇 백 개의 작은 우주선들이 지구를 궤도를 돌고 있습니다.

taking pictures of outer space,

그들은 우주 밖의 사진을 찍고

and collecting data on things,

지구 대기에 있는 박테리아의 움직임이나

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

지진을 예측을 위한 자성신호 같은 자료를 수집하고 있습니다.

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

하지만 우주선들이 만약 지구 궤도를 넘어서 날아갈 수 있다면

우리가 얼마나 더 많은 정보를 알 수 있을지 상상해 보세요.

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

이게 바로 나사(NASA)같은 기구들이 원하는 것입니다.

send microspacecraft to scout habitable planets

초소형우주선을 보내서 생명체가 살 수 있는 다른 행성을 찾고

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

지구로부터 우리가 배울 수 없는 천문학적 현상들을 설명하는 것이지요.

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

그러나 작은 우주선은 큰 엔진과 많은 연료를 운반 할 수 없지요

so how would such a vessel propel itself?

그러면 어떻게 이런 우주선이 스스로 나아갈 수 있을까요?

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

초소형 우주선에는 초소형 추진장치가 있어야 겠지요.

On really small scales,

매우 작은 규모에서는

some of the familiar rules of physics don't apply,

몇 가지 흔한 물리학적 법칙이 적용되지 않습니다.

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

특히 모든 뉴턴의 역학은 무너지고

and forces that are normally negligible become powerful.

평소에는 사소했던 힘이 강력하게 작용합니다.

Those forces include surface tension and capillary action,

그 힘은 다른 이런 작은 규모의 것들에 영향을 주는 현상인

the phenomena that govern other small things.

표면장력과 모세관 현상을 포함합니다.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

초소형추진시스템은 이러한 힘을 동력으로 사용 할 수 있지요.

One example of how this might work

이것이 어떻게 작동되는지는

is called microfluidic electrospray propulsion.

‘미소유체 전기방사 추진력’이라는 예를 통해 볼 수 있습니다.

It's a type of ion thruster,

이것은 이온추진엔진의 한 예로써

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

충전된 입자를 발사하여 가속도를 붙이는 방법입니다.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

나사의 제트 추진 연구소에서 개발 중인 한 모델은

is only a couple centimeters on each side.

각 측면이 기껏해야 몇 센치밖에 되지 않습니다.

Here's how it works.

작동원리는 이렇습니다.

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

초소형의 금속판에는 백여개의 얇은 바늘들이 박혀 있고

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

인듐같이 낮은 녹는점의 금속으로 덮여있습니다

A metal grid sits above the needles,

바늘들 위에는 금속 격자 판이 놓여있고

and an electric field is set up between the grid and the plate.

격자판과 금속 판 사이에는 전기장이 흐릅니다.

When the plate is heated, the indium melts

금속 판이 열을 받으면 인듐이 녹고

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

모세관 작용이 녹은 인듐을 바늘 위로 끌어 올립니다.

The electric field tugs the molten metal upwards,

표면 장력이 이를 다시 아래쪽으로 끌어당기고

while surface tension pulls it back,

전기장은 녹은 인듐을 위쪽으로 끌어당기면

causing the indium to deform into a cone.

이 인듐이 원뿔 모양으로 변형됩니다.

The small radius of the tips of the needles

바늘 끝의 작은 반경은

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

전기장이 표면장력을 버틸 수 있게하는데

and when that happens,

이렇게 되면 양이온이 초당 수십킬로미터의 속도로 발사됩니다.

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

이러한 이온의 흐름이 우주선을 반대방향으로 나아가게 하지요.

thanks to Newton's third law.

뉴턴의 제 3법칙 때문이죠.

And while each ion is an extremely small particle,

그리고 각각의 이온은 매우 작은 입자이긴 하지만

the combined force of so many of them pushing away from the craft

우주선에서 나오는 수많은 입자들의 합쳐진 힘은

is enough to generate significant acceleration.

우주선을 추진할만한 엄청난 가속도를 만들어낼 수 있습니다.

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

그리고 로켓엔진에서 쏟아져 나오는 배기가스와는 달리

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

이 흐름은 더 작고 연료소비에 있어 훨씬 효율적입니다.

which makes it better suited for long deep-space missions.

그리고 이것은 더 먼 우주임무에 더 적합하다는 뜻이지요.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

이러한 초소형 추진장치는 아직 완전히 검증되지 않았지만

but some scientists think that they will provide enough thrust

몇몇의 과학자들은 이 장치가 작은 우주선을 지구 궤도 밖으로 보낼

to break small craft out of Earth's orbit.

충분한 추진력을 제공할 것이라고 생각합니다.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

그들은 앞으로 10년 내에 수천 개의 초소형우주선이 발사되어

will be launched in the next ten years

현재는 우리가 꿈만 꾸고 있는 자료를 수집해 올 것이라고 믿고있습니다.

to gather data that today we can only dream about.

And that is micro-rocket science.

그리고 이것이 바로 초소형 로켓 과학입니다.