카르만라인: 지구와 우주의 경계를 이해하다
우리가 지구에 살면서 우주에 대해 생각할 때, "지구와 우주 사이의 경계는 어디일까?"라는 의문이 들 수 있습니다.
그럼 지구와 우주 사이의 경계를 정의하는 데 중요한 역할을 하는 '카르만 라인'에 대해 알아보겠습니다.
1. 카르만 라인이란?
카르만 라인은 헝가리 출신의 공학자 테오도어 폰 카르만이 제안한 개념으로, 공기 역학과 우주 항공 분야에서 널리 인정받고 있는 지구와 우주 사이의 가상적인 경계선입니다.
이는 대략 해발 100km(62마일) 위치에 있으며, 이 선 위로는 지구의 대기가 거의 없어 항공기가 비행하기 어려워집니다.
카르만 라인 설정 기준 카르만은 이 선을 설정함에 있어서 다음과 같은 원칙을 따랐습니다.
항공기는 공기 저항을 이용하여 비행합니다.
하지만, 약 100km 위로 올라가면 대기 밀도가 급격히 감소하여 항공기 날개에서 발생하는 양력(Lift)도 줄어들게 됩니다.
따라서 해당 고도에서 비행하려면 로켓처럼 자체 추진력을 가진 차량이 필요하게 됩니다.
2. 카르만 라인과 우주 탐사
2-1. 첫 번째 인간 도달: 알란 시퍼드
1961년, NASA 소속 아스트로넛 알란 시퍼드는 '자유낙하 방식'으로 침입 모듈 안에서 단시간 동안 칼머나우트(우주비행사) 자격을 획득한 첫 번째 인간으로 기록되었습니다.
2-2. X-15 프로그램
미국 에어 포스와 NASA에서 진행된 X-15 프로그램은 실험적 초음속 항공기를 이용해 카르만 라인을 여러 차례 넘어섰습니다.
이 프로그램에서 비행한 12명의 조종사 중 8명은 미국 에어 포스로부터 우주비행사 배지를 받았습니다.
3. 카르만 라인을 넘어서: 상업적 우주 여행의 시대
카르만 라인과 상업적 우주여행 카르만 라인은 과학적 이론뿐 아니라 실용적 측면에서도 중요한 역할을 합니다.
최근에는 다양한 기업들이 상업적 우주 여행을 추진하고 있습니다.
이러한 활동에서 가장 큰 문제 중 하나는 "우주"에 도달했다는 것을 어떻게 증명할 것인가입니다.
브랜슨의 버진 갤럭틱, 베조스의 블루 오리진, 일론 머스크의 스페이스X 등이 대표적인 예입니다.
이들 기업은 모두 자사 제작 우주선으로 카르만 라인을 넘어서려는 계획을 세우고 있습니다.
'우주 관광객'의 탄생 카르만 라인이 정의하는 '우주'에 진입하는 것은 그 자체로 특별한 경험이 될 수 있습니다.
이를 가능하게 하는 기술 발전과 함께, '우주 관광객'이라는 새로운 개념이 등장하였습니다.
