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우주 엘리베이터

 (neal.fun)
1P by GN⁺ 15일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • 우주 엘리베이터는 지상에서 우주까지 도달할 수 있는 상상 속의 엘리베이터 구조임
  • 상승하면서 구름, 동물, 항공기, 기상 현상 등 다양한 고도별 특징을 설명함
  • 대기권이 트로포스피어, 스트라토스피어, 메소스피어, 써모스피어 등으로 나뉘며, 각 높이에서의 대기 환경을 소개함
  • 우주 엘리베이터의 실현에는 매우 강한 케이블이 필요함을 언급함
  • 고도 상승 시 경험할 현상들과, 인간과 기술이 극복해야 할 주요 과제를 시각적으로 설명함

우주 엘리베이터 소개

‘Space Elevator’는 지구 표면에서 우주까지 수직으로 연결하는 엘리베이터를 상상하며, 다양한 고도에서의 특징과 자연 현상 및 기술적 도전을 소개하는 내용임

고도별 주요 동식물, 기기, 현상

  • 게임 형태로 지표면에서 우주까지 컷마다 동식물(비둘기, 눈표범, 히말라야 점핑 스파이더 등), 항공기(블레리오 XI, SR-71, 벨 X-1 등), 기상 현상(누적운, 권운, 제트기류 등)이 등장함
  • 고도가 높아질수록 온도 하강, 산소 부족, 기압 저하 등 대기 변화가 발생함
  • 각 고도에서 최고 높이 비행 동물, 항공기, 풍선 등 인간과 자연계의 극한 기록을 안내함
  • 예를 들어, 하얀 황새, 댕기머리수리, 루펠머리독수리 등은 고고도에서 비행 가능함

대기권 구조와 특징

  • 트로포스피어: 가장 낮은 대기층으로, 지상 날씨 대부분과 수증기의 99%가 존재함
  • 스트라토스피어: 오존층이 위치하고, 온도가 다시 상승하기 시작함
  • 메소스피어: 대기압이 낮고, 운석 대부분이 여기서 소멸함. 가장 낮은 온도 구역임
  • 써모스피어: 우주 경계로 여겨지며, 온도는 매우 높으나 분자 간격이 멀어 체감이 어려움. 카르만 라인(100km) 이 우주 시작점으로 인식됨

기술적, 자연적 극한 기록과 현상

  • 최대 고도 비행: Perlan II(글라이더), NASA Helios(비행기), Felix Baumgartner(최고고도 자유낙하), Alan Eustace(스카이다이빙 최고기록)
  • 가장 빠른 비행체: SR-71, NASA X-43 등의 예시 제시
  • 고도별 희귀 현상: 스프라이트, 블루 제트(고고도 번개), 극광, 진주운, 야광운 등 설명
  • 인간 기록: Jospeh Kittinger, Project Excelsior의 최고고도 낙하묘사
  • 특수 현상: ‘데스존’, 암스트롱 한계, 고도별 수분 끓는점 변화, 최상층 대류권에서 기압과 산소 부족 안내

우주 엘리베이터와 미래 우주 진출

  • 우주 엘리베이터 개념이 실제 과학자들에 의해 연구 대상임을 강조
  • 성공 시, 기존 로켓 방식에 비해 더 저렴하고 안전한 우주 접근 방식을 제공할 수 있음
  • 현실적 문제로는 충분히 강한 케이블 소재의 개발과 기술적 구현이 핵심 쟁점임
  • 현재로서는 가상 개념이지만, 미래의 우주 진출 방식을 혁신할 희망을 품고 있음

정리

지상에서부터 점진적으로 대기를 거쳐 우주 공간에 이르기까지, 각 고도에서 인간, 동식물, 기기, 기상 현상들이 어떻게 상호작용하는지를 시각적으로 흥미롭게 안내함

우주 엘리베이터라는 상상력을 바탕으로, 극한의 환경과 현재 기술 및 자연계의 기록, 그리고 미래 우주 진출의 비전을 간결하게 종합함

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GN⁺ 15일전  [-]
Hacker News 의견

  • 우주는 사실 지구에서 생각보다 훨씬 가까운 곳임을 보여주는 점이 인상적임. 살기 좋은 대기층은 지구 크기에 비해 굉장히 얇음. 예를 들면, 100km 정도는 대도시 간 거리보다 짧은 수준임. 하루 종일 자전거로 갈 수 있는 거리임. 도심을 가로지르는 버스보다 조금 더 가면 공기가 없는 곳임. 15km 정도 조깅이나 하이킹을 하면 성층권에 닿을 수 있음. 우리가 높다고 느끼는 제트 항공기는 사실 집이나 경기장보다 더 가깝게 느껴질 수 있음. 이런 관점에서 지구의 지도를 보면, 살아 숨 쉬는 환경이 정말 얇다는 걸 체감하게 됨

    • 교실에서 보는 지구본 기준으로, 지구 대기는 그 위에 붙은 종이 코팅 두께 정도라고 생각할 수 있음
    • 위로 올라가는 건 어렵다고들 하지만, 사실 올라가는 것 자체는 상대적으로 쉽고, "옆으로 충분히 빠르게 가서" 궤도에 머무는 게 훨씬 어려운 부분임
    • 바다 역시 매우 얇다는 사실이 신기함. 과거에는 바다가 엄청 깊다고 생각했지만, 마리아나 해구도 지구 반지름의 0.2%에 불과하고, 평균 바다 깊이는 0.05% 수준임
    • 만약 아프리카 대륙이 세계 열강의 손에 있었다면, 킬리만자로 산은 꽤 괜찮은 로켓 발사 장소가 될 수 있었을 것임. 3마일이나 높은 고도 덕분에 연료 절감 효과도 있고, 성층권에서 시작하면 더 적은 연료로 대기를 뚫을 수 있음. 실제로 Scaled Composites와 Virgin Galactic이 대형 화물기를 활용해 시도한 방식과 비슷함. 다만 자유 낙하에서 발사 타이밍을 맞출 필요가 없어 더 편리함
    • 위로 올라가는 것 자체가 엄청 어렵다기보다는, 그와 동시에 궤도 진입 속도를 내는 게 어려움

  • 오로라에 관련해서, 태양에서 오는 입자가 지구 대기 중 원자를 들뜨게 해서 빛을 내는 것이 아니라, 태양풍이 지구 자기권 꼬리를 압축하면 자기장 재연결이 일어나고, 그 과정에서 입자가 지구를 향해 가속되어 대기로 돌진하면서 빛이 발생하는 것임. 즉, 태양풍이 직접적인 에너지를 주는 게 아니라 자기장에 에너지가 축적되었다가 방출되는 메커니즘임

    • 오로라를 얘기할 때 space tornado(우주 토네이도)를 빼놓으면 아쉬움. 오로라 설명에 꼭 필요하진 않지만 너무 멋진 현상이라 언급하고 싶음 space tornado 위키
    • 결국 태양풍은 오로라를 만드는 에너지 원이지만, 그냥 "태양풍이 대기를 때린다"와는 달리, 태양풍이 지구 자기권의 자기장에 에너지를 집어넣고, 자기장 재연결 시 그 에너지가 입자에 전달되어 오로라를 만듦

  • 이 프로젝트 정말 놀라움. 계속 스크롤하면서 읽게 됨. 어느 나이대 호기심 많은 아이에게는 세상을 바꿀 수 있는 경험이 될 것 같음. 창작자에게 정말 감사함. 다만 "buy me a coffee" 결제수단이 PayPal이나 Apple Pay처럼 간단하지 않고, 카드나 은행 정보를 직접 입력해야 한다는 점이 아쉬움

    • PayPal과 Apple Pay는 수수료가 꽤 높고, 신용카드는 그에 비해 저렴하며, 은행 이체는 거의 무료임. 대부분의 사용자는 이런 차이를 잘 모르거나 신경 쓰지 않음. 결국 중간 업체들에게 돈이 흘러가는 구조임
    • 사실 PayPal로 결제할 때도 신용카드나 은행 정보 등록은 필요함. link같은 온라인 월렛이 PayPal보다 간단하게 결제할 수 있음

  • Caproni ca 161 복엽기 이야기가 나와서 확인해봄. 1938년 이탈리아에서 Mario Pezzi가 전기히팅 압력복, 밀폐 헬멧, 압력실을 사용해 17,083m까지 프로펠러 비행기로 날았던 것임. 그 뒤로는 거의 언급되지 않은 듯하고, 자료 찾기도 힘듦. Mario Pezzi 위키, 압력복 이미지, 추가 이미지, 압력실 내부

  • 오늘 처음 알게 된 사실로, 하루에 대기권으로 떨어지는 운석이 48톤이 넘음. 우주 엘리베이터는 SF만큼 불가능하진 않아도 현실적으로는 아직 꿈에 가까움. 자체 무게를 견딜 수 있는 케이블 자체가 없음. 대기 중에 케이블과 승강기를 안정적으로 유지하는 방법도 미지수임. 달에서는 중력, 공기, 잔해 위험 등 여러 요소가 낮아 가능성이 더 높지만, 실제 필요성은 크게 떨어짐

    • 우주 엘리베이터는 물리학의 근본 법칙에 어긋나진 않지만, 실질적으로 건설할 수 있는 소재가 있을지는 미지수임. 자신의 무게, 승강기, 추가 케이블 무게까지 모두 버틸 수 있는 인장강도와 온도 내구성을 동시에 가져야 함. 엄청난 저장 에너지로 인해 붕괴 시 전 세계에 막대한 피해를 줄 수 있는 리스크까지 고려해야 함. 딱 필요한 강도만 있는 게 아니라, 수십 배의 안전계수까지 확보해야 실현 의미가 있고, 웬만한 사고에도 쉽게 끊어지지 않는 내구성도 필요함. 이런 특성 모두를 충족하는 소재의 존재 가능성 자체가 불투명함. 겉보기에 물리 법칙에 위배되지 않는다고 현실적으로 가능하다는 보장은 없음
    • 달의 느린 자전은 오히려 단점임. 그 결과 라그랑주 점(L1)까지 테더가 연결되어야 해서, 지구보다도 2만 km 더 긴 5만6천 km짜리 엘리베이터가 필요함. 반면, 대포처럼 날려주는 "매스 드라이버" 방식이 훨씬 효율적임
    • 지구에선 비현실적이지만, 화성에서는 Zylon이나 M5 같은 섬유, 달에서는 Kevlar로 우주 엘리베이터를 만들 수 있음. 실제로, 달 우주 엘리베이터 구축 예상 비용이 NASA의 SLS 이동식 발사체 가격보다 저렴하다는 추정도 있음 M5 fiber 위키, 달 우주 엘리베이터 보고서(pdf), NASA 감사 리포트(pdf)
    • 현실적으로 공급 불가능한 소재와, 해결이 불가능한 엔지니어링 과제가 기반이라면, 그것 역시 사실상 Alcubierre 드라이브처럼 "이론적으로만 가능한" 것과 마찬가지임
    • 또 다른 문제는, 우주 엘리베이터 자체가 잠재적으로 무서운 무기 플랫폼이 된다는 점임. 위에서 돌을 떨구면 적에게 큰 피해를 줄 수 있음. 권위주의 국가라면 애초에 건설도 전에 파괴하려 할 것임. 그리고 고고도에서 끊긴 경우, 그 부분이 엄청난 힘으로 땅에 루프처럼 휘몰아치며 파괴될 수 있음. 이런 리스크 때문에 현실화는 더욱 멀다고 생각함

  • neal.fun의 stimulation-clicker 게임을 재밌게 즐겼음

    • 점심 시간 내내 치팅 없이 완주함. 놀라움!
    • 반 시간 훌쩍 지나감
    • 이 게임은 금방 빠져드니 조심해야 함. xdotool 사용은 삼가야 함

  • 이 페이지 정말 재밌어서 기부했음. 처음에는 우주 엘리베이터의 진짜 최정상인 정지궤도(GEO)까지 구현될 줄로 기대했지만, 현실적으로 페이지를 420배로 늘려야 하는데, 브라우저가 그걸 소화할 수 있을지는 미지수임

    • 같은 사이트의 Size of Space도 추천함. 태양계 전체를 스크롤하는 Solarwalk과, "달이 1픽셀이라면" 컨셉의 If the Moon Were Only One Pixel도 있음. 관련 HN 토론도 공유함 4개월 전, 6년 전, 3년 전
    • 사실 정지궤도가 끝이 아니고, 그 이후로도 연장해서 카운터웨이트가 필요함. 그래야 아래 무게와 균형이 맞아서 전체 구조가 유지될 수 있음
    • 실제로는 실현 가능하거나 현실적인 아이디어가 아니라서, 재미있는 수학적 사고실험에 가깝다고 생각함

  • 온도 단위를 화씨에서 섭씨로 바꾸려고 짜증 섞인 마음으로 클릭했는데, 바로 변환되는 걸 보고 감탄함

    • 내 브라우저에서는 기본이 이미 섭씨로 설정되어 있었음
    • 나도 같은 방식으로 바꿨음. "이 사이트 진짜 잘 만들었네, 클릭하면 될까?" 하고 눌렀더니 진짜 됐음. 이런 상호작용은 정말 찾기 힘듦
    • 길이(meters)는 이런 식으로 전환이 안된다는 점이 아쉬움

  • 완성도가 아주 뛰어난 프로젝트임. Neal에게 커피 사줬음. Ruppell's 그리폰 독수리가 11,400m까지 나는 진화적 이점이 뭘까 궁금함

    • Wikipedia에 따르면, 시야를 넓혀 먹잇감을 쉽게 찾기 위한 것이라는 설이 있음 :///List_of_birds_by_flight_heightshttps://…">관련 링크, http://blogs.bu.edu/bioaerial2012/2012/…">원문 아카이브
    • 모든 행동에 진화적 이점이 있는 건 아님. 오히려, 진화는 '불리한 점을 제거하는' 방식임. 즉, 어떤 특징이 살아남는 데 안 좋으면 사라질 뿐임. 진화는 쓸모없는 것을 걸러냄
    • 항공에선 피트 단위 사용이 딱히 문제 없음

  • neal.fun의 deep-sea도 추천함

    • 비슷하게 "위로"를 보여주는 사이트도 있는데, 수평 방향과 다른 스케일로 구현됨. If the Moon were only 1 pixel 참고
    • 바로 이 링크를 찾고 있었음. 고마움
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