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기술공학/저멀리 우주로

[저멀리 우주로: 우주를 향한 꿈] 고다드, 꿈에서 희망으로

by 롱카이 2024. 8. 8.
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  • Panic! At the Disco - High Hopes

https://www.youtube.com/watch?v=tvdoDwwSf4Q&t=40s

High Hopes

 

 

 

  • 침대에서 우주를 꿈꾼 소년

헤롤드 고다드(좌)와 로버트 고다드(우)
헤롤드 고다드(좌)와 로버트 고다드(우)

1882년 태어난 로버트 허칭스 고다드는 선천적으로 허약해 지병을 앓았고, 유년시절을 침대에서 투병하며 보냈습니다. 그리고 침대에서 그는 "우주전쟁The War of the Worlds"를 읽으며 드높은 우주를 동경했고 우주비행을 꿈꿨습니다. 당대 사람들은 우주비행이란 그저 소설의 내용일 뿐 실제로 우주비행을 하겠다하면 허무맹랑한 이야기로 취급했지만 로버트 고다드는 우주에 가겠다는 꿈을 잃지 않았습니다.
 
 
 

  • 꿈을 향해 나아간 고다드

로버트 고다드
로버트 고다드

로버트 고다드는 고등학교를 우수한 성적으로 졸업하고 고등학교 졸업식 축사에서 이런 말을 남겼습니다. "불가능은 설명하기 어렵습니다. 왜냐하면 어제의 꿈은 오늘의 희망이며 내일의 현실이 될 수 있기 때문입니다." 그는 이 말을 하며 모두가 불가능하다고 여긴 우주개척이라는 꿈을 현실로 만들고자 했습니다. 로버트 고다드는 대학교에서 물리학을 전공하고 클라크 대학에서 물리학 교수로 임명되었습니다. 그리고 연구자로서 우주로 나아갈 방법을 연구했습니다.

교수시절 로버트 고다드
교수시절 로버트 고다드

로버트 고다드는 교수로 재임하며 뉴턴의 법칙을 이용하면 우주에서 로켓이 운동할 수 있다고 주장했습니다. 하지만 당시 사람들은 진공인 우주에서 연소로 작동하는 로켓은 날 수 없다며 그를 비웃었고 뉴욕타임지는 그를 고등학생만도 못하다면서 강도높게 비난했습니다. 심지어 그는 위험한 실험을 한다는 이유로 메사추세츠에서 쫒겨났습니다. 그럼에도 불구하고 그는 우주에서 사용가능한 로켓을 연구했습니다.
 
 
 

  • 제1차 세계대전과 로켓개발

로켓포를 연구하는 로버트 고다드
로켓포를 연구하는 로버트 고다드

그러던 중 1914년 제1차 세계대전이 발발하자 군사용 로켓에 대한 수요가 증가했으며 로버트 고다드는 스미소니언 협회의 지원을 받아 로켓모터를 연구했습니다. 그리고 1917년 미합중국이 제1차 세계대전에 참전하자 그도 군대에 입대해 연구요원으로서 로켓포 개발에 뛰어들었습니다. 허나 1918년 연합국의 승리로 전쟁이 끝나자 로켓포 연구도 취소되었습니다. 그러나 이 경험은 그에게 큰 밑바탕이 되었습니다.
 
 
 

  • 세계 최초 액체연료 로켓엔진

통신용 로켓
통신용 로켓

그동안 인류는 고체연료를 사용해 로켓을 개발했습니다. 고형 질산을 이용한 고체화약에 날개를 달아 고체연료 로켓을 개발했으며 이를 타격용 병기나 통신용 수단으로 사용했습니다. 허나 고체연료 로켓은 한번 불이 붙으면 연료가 빠르게 불타 제어가 어렵고 결국 나중에는 중구난방으로 이동한다는 단점이 있었습니다.

고다드의 로켓
고다드의 로켓

그래서 그는 고체연료 로켓 대신 추진력을 조절할 수 있는 액체연료가 해결법이라 생각했고 이를 연구했습니다. 1926년 로버트 고다드는 휘발유와 액체산소를 섞어 연소하면서 추진력을 얻는 액체연료 로켓을 개발했습니다. 그는 로켓을 발사했는데 약 2초간 12m를 비상하는 것이 전부였습니다.

노즐이 상부에 있었던 1926년 로켓
노즐이 상부에 있었던 1926년 로켓

이유는 연료를 산화해 불을 뿜는 노즐이 로켓 윗부분에 있고 연료탱크가 아래에 위치했기 때문입니다. 로버트 고다드는 로켓을 발사할 때 똑바로 발사될 방향추를 고안해야 했는데 연료탱크를 무게추로 활용하고자 아래로 내렸고 노즐을 위로 올렸습니다. 이 때문에 노즐에서 분사된 에너지가 연료통에 방해받아 추진력이 급감했고 높은 추진력을 내지 못했습니다.
 
 
 

  • 진정한 로켓이 탄생하다

A시리즈 로켓
A시리즈 로켓

이에 그는 연료탱크 아래에 노즐을 배치해 추진력은 극대화했지만 무게중심을 잡지 못하고 비틀거림은 해결하지 못했습니다. 그러던 중 찰스 린드버그의 조언과 후원 덕에 자이로스코프와 분산형 노즐로 로켓의 방향을 잡아가기 시작했습니다. 그는 1935년부터 A시리즈 로켓을 개발했고 이 로켓은 비교적 안정적으로 비행하며 음속을 돌파했습니다. A시리즈 로켓은 로켓의 형태를 처음 잡은 로켓으로 그는 우주로 간다는 꿈에 한발짝 더 가까이 갔습니다.
 
 
 

  • 꿈을 이루지 못한 그와, 멈추지 않은 로켓 개발

고다드의 로켓
고다드의 로켓

로버트 고다드는 로켓 시리즈를 개량하고 새로운 기술을 개발하고 특허로 등원하며 로켓기술을 발전시켰습니다. 그리고 1939년 제2차 세계대전이 발발하자 미국 정부에 로켓을 소개했지만 미국 정부와 군대는 로켓의 가치를 알아보지 못했습니다. 더불어 뉴욕 타임지는 끝없이 그를 비난하며 망상을 버리라고 경고했습니다. 소심한 그는 아무도 로켓의 진가를 알아주지 못한 체 연구에 매진했고 점차 건강을 잃어갔습니다.

우수한 업적을 인정받지 못한 고다드
우수한 업적을 인정받지 못한 고다드

결국 그는 로켓에 타 우주로 향한다는 평생의 꿈을 이루지 못하고 1945년 암투병 끝에 사망했습니다. 그러나 그는 암투병으로 고생하는 도중 자신의 가치를 알아주지 않는 본국이 아닌 뜻밖의 곳에서 로켓의 가능성을 발견했습니다. 소련의 치올콥스키가 여전히 소련 학회에서 반쯤 사이비로 취급받고 미국의 고다드가 망상을 앓는 괴짜 과학자로 놀림받는 동안 그들의 연구를 접한 독일국, 일명 나치독일의 천재들은 더 크고 더 강한 로켓을 개발하고 있었습니다.
 
 
 
 

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