히읗

스텔스기는 어떻게 레이더에 안 걸리는 걸까

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스텔스에 대해 생각해 본 적 있나요

우리는 지난 은잡지 영상을 통해
레이더가 어떻게 아주 먼곳에 있는 물체도 탐지하는지에 대해 알아봤습니다

그런데 이런 레이더조차 잡지 못하는 물체가 있으니
바로 스텔스 기술이 적용된 물체입니다

스텔스 기술은 레이더로 탐지할 수 없게 은폐하는 기술을 말하는 것인데
특히 비행기에 많이 적용되며
스텔스 기술이 적용된 비행기를 우리는 스텔스기라고 부릅니다

레이더의 원리는 굉장히 간단했습니다
안테나에서 전파가 방출되고
방출된 전파가 물체에 반사돼 다시 안테나로 돌아가면
돌아온 전파를 분석해 물체의 정보를 알아내는 방식이죠

만약 전파가 다시 돌아오지 않거나
엉뚱한 방향으로 반사된다면
레이더는 물체를 탐지할 수 없습니다

스텔스는 바로 이런 원리를 이용한 것입니다

https://youtu.be/0b8F6QKHsGw

초기의 스텔스 기술은 흑연이나 철을 이용해 페인트를 만들어
비행기에 칠하는 방식이었습니다

이렇게 페인트를 칠하면 안테나에서 방출된 전파가
반사되지 못하고 페인트에 그대로 흡수됩니다

정확히 말하면 전파가 흡수돼 사라진 것이 아니라
흑연이나 철에 갇혀 계속 반사되다
결국 열에너지로 바뀌는 방식입니다

이렇게 전파가 열에너지로 바뀌면
다시 안테나로 되돌아가지 못하니
레이더는 물체를 탐지하지 못하게 됩니다

이런 식으로 전파를 흡수하는 물질을 전파흡수물질(RAM)이라고 합니다

전파흡수물질은 쉽게 만들 수 있다는 장점이 있지만
페인트가 쉽게 벗겨져 다시 칠해줘야 한다는 단점이 있습니다

그래서 표면을 울퉁불퉁하게 만들어
전파가 원래 방향으로 반사되지 않고
엉뚱한 방향으로 반사되게 만들기도 합니다

이렇게 만든 전투기 중 가장 유명한 것이
바로 나이트호크라고도 불리는 F-117입니다

F-117은 미국이 만든 세계 최초의 스텔스기로 알려져 있는데
사실 전투기로서 성능은 좋지 못했다고 합니다

다른 전투기에 비해 속도가 느렸고
폭탄을 겨우 2개밖에 장착하지 못했기 때문이죠

하지만 스텔스 기술이 장착된 전투기였기 때문에 레이더에 걸리지 않아
1990년에 열린 걸프전쟁에서 엄청난 활약을 했습니다

당시 F-117은 42대가 출격했는데
85%의 명중률을 보여줬으며
단 한 대도 격추당하지 않았다고 합니다

우리나라도 스텔스기가 있습니다
프리덤 나이트라고도 불리는 F-35가 바로 그것입니다

흔히 스텔스기라고 하면 우리의 눈에도 보이지 않을 것이라
생각하는 사람도 있지만
그 정도까지는 아니고 전파가 되돌아가지 못하게 하는 기술인 것입니다

물론 레이더가 스텔스기를 절대 탐지하지 못하는 것은 아닙니다
전파를 흡수하거나 엉뚱한 방향으로 반사되게 만들긴 했지만
일부의 전파는 안테나로 되돌아가기도 하기 때문이죠

하지만 이렇게 돌아온 전파를 분석하면
비행기가 아니라 새 정도로 나타나기 때문에
정확하게 알아내지는 못한다고 합니다

이러다 보니 최근에는 스텔스기를 탐지하기 위한 기술이 연구되고 있습니다

전투기가 비행을 하면 엔진에서 엄청난 열이 발생할 수밖에 없습니다
아무리 스텔스기라고 해도 이런 열까지는 감출 수는 없죠

그래서 열을 탐지하는 적외선 탐지기를 이용해
스텔스기를 탐지하기도 합니다

물론 이것을 또 피하기 위해 열을 숨기기 위한 기술도 연구되고 있습니다

또 스텔스기끼리의 통신을 감청하는 방법으로
스텔스기를 탐지하는 방법도 있고

안테나를 여러 곳에 설치해
엉뚱한 방향으로 반사되는 전파를 잡아
스텔스기를 탐지하는 방법도 있습니다

이런 식으로 스텔스기를 탐지하는 기술을
안티스텔스라고 부르기도 합니다

레이더는 어떻게 멀리 있는 물체도 탐지하는 걸까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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레이더에 대해 생각해 본 적 있나요

내가 찾고자 하는 물체가 그곳에 있는지
그 물체와의 거리는 얼마나 되는지
그 물체가 움직이고 있는지
혹은 그 물체가 접근하고 있는지
알아내는 것이 바로 레이더입니다

레이더는 RAdio Detection And Ranging을 줄인 것으로
우리는 보통 레이더라고 부르지만
실제 발음은 레이다에 가깝다고 하며
관련 업계 사람들 역시 레이다라고 부르고 있다고 합니다

레이더는 박쥐가 초음파를 발사해
어두운 곳에서도 부딪히지 않고 비행하는 것을 보고 만들게 되었습니다

https://youtu.be/TXsPT71vxdw

전자기파의 한 종류인 전파를 이용해
물체를 탐지하는 장비인 레이더의 원리는
사실 굉장히 간단합니다

레이더의 안테나와 연결된 송신기에서 전파를 만들어내고
만들어진 전파를 안테나를 이용해 발사합니다

발사된 전파는 어떤 물체에 반사되고 다시 안테나로 돌아오게 됩니다
그럼 안테나와 연결된 수신기가 전파를 분석해
그 물체가 가진 정보를 알아내는 방식입니다

전파를 발사하고 돌아오기까지 시간을 계산하면
물체와의 거리를 측정할 수 있고

전파를 지속적으로 보냈을 때 돌아오는 시간이 바뀐다면
그 물체가 움직이고 있다는 것을 알 수 있고

돌아오는 시간을 분석하면
움직이고 있는 물체의 속도를 알아낼 수 있습니다

레이더는 자율주행 자동차에서
차량 주위에 있는 물체를 감지하는 용도로 사용되기도 하고

대기중으로 전파를 발사해
비가 오는지 눈이 오는지
온다면 얼마나 오는지를 알아내기도 하고

상대 전투기의 접근이나 미사일이 날아오는 것을 파악해
미리 대비하는 용도로 사용되기도 합니다

레이더는 제2차 세계대전 때부터 본격적으로 사용되기 시작했습니다

영국은 물량이 부족했지만 레이더를 이용한 덕분에
나치 독일과의 전투에서 승리할 수 있었고(영국 본토 항공전)

미국 역시 레이더를 이용해
일본과의 전투에서 승리할 수 있었습니다(미드웨이 해전)

이렇게 많은 것을 알아내는 레이더지만
모든 것을 알아내지는 못합니다

어디에 무언가가 있다는 것만 알아낼 수 있을 뿐
그것이 무엇인지는 정확하게 알아내지 못합니다

또 지구는 둥글기 때문에
너무 멀리 있는 물체는 탐지하지 못한다는 단점이 있습니다

그래서 레이더는 최대한 높은 곳에 위치해 있는 것이죠

레이더로 탐지할 수 없게 은폐하는 기술을
스텔스라고 부르기도 하는데

이런 스텔스 기술이 적용된 비행기 같은 것들도
쉽게 탐지하지 못한다는 단점이 있습니다

우린 어디서 왔나 Oh Ay 수수수 수퍼노바

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

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시작 그리고 끝

이것은 우주의 진리입니다
우주에 존재하는 모든 시작은 언젠가 끝나게 됩니다

탄생이 있으면 죽음이 있는 것처럼 말이죠

스스로 빛을 내는 천체를 항성 혹은 별이라고 합니다
우리가 쉽게 볼 수 있는 태양이 바로 대표적인 항성입니다

우주에 있는 수많은 항성도 마찬가지입니다
어느 날 탄생했다가 어느 날 죽음을 맞이합니다

우주에 존재하는 항성 중에서 질량이 큰 항성은
죽음을 맞이하는 순간 커다란 폭발이 일어나게 되는데

우리는 이것을 초신성
슈퍼노바라고 부릅니다

https://youtu.be/YS1T1232DPA

물질의 중심부에 있는 가벼운 원자핵이 합쳐져
무거운 원자핵으로 변하면
엄청난 에너지를 방출하게 되는데
이것을 핵융합이라고 합니다

항성 중심부에서는 수소가 합쳐져 헬륨으로 바뀌는
핵융합이 항상 일어나고 있습니다

이러는 과정에서 빛이 발생하기 때문에
항성은 스스로 빛을 낼 수 있는 것입니다

평소 항성은 핵융합에 의해 바깥쪽으로 방출되는 압력과
안쪽으로 작용하는 중력이 균형을 이루고 있어
안정된 상태로 있을 수 있습니다

그러다 중심부에 있는 모든 수소가 헬륨으로 바뀌게 되면

즉 더 이상 중심부에서 수소로 핵융합을 할 수 없는 상태가 되면
사건이 시작됩니다

이런 상태가 되면 안쪽으로 작용하는 중력이
바깥쪽으로 방출되는 압력을 이기게 되는데

그러면 항성 중심부가 쪼그라들면서
중심부에 있는 헬륨이 핵융합을 시작하게 됩니다

헬륨은 탄소가 되고
탄소는 네온이 되고
네온은 산소가 되고
산소는 규소가 되고
규소는 철이 됩니다

이때 항성 표면에 있는 수소 역시 중력에 의해 핵융합을 시작하게 되는데
그러면 항성 표면은 점점 팽창하게 됩니다

항성 중심부에 있는 규소가 모두 철로 바뀌게 되면
더 이상 핵융합이 일어나지 않게 되고

강한 중력에 의해 항성이 빛의 25% 속도로 수축하게 되죠
그러다 더 이상 수축할 수 없는 상태가 되면
엄청난 충격파와 함께 항성이 폭발하게 됩니다

이것이 바로 Supernova(초신성)입니다

슈퍼노바가 진행될 때 발생되는 빛의 밝기는
우리 은하에 존재하는 5000억 개의 항성을 모두 합친 정도 된다고 하고

방출되는 에너지는 태양이 평생 동안 방출하는 에너지의 양 정도 된다고 합니다
이 에너지에 의해 항성 근처에 있던 모든 것들이 쓸려나가게 되고
항성을 구성하고 있던 잔해들 역시
우주 곳곳으로 날아가게 됩니다

이러는 과정에서 황이나 인 같은 원소도 만들어지고
금, 우라늄, 플래티넘 같은 원소도 만들어집니다

이렇게 하나의 항성은 슈퍼노바와 함께
죽음을 맞이하게 됩니다

하지만 슈퍼노바는 끝을 이야기하는 것이 아닙니다

우주로 날아간 잔해는 원래 그곳에 있던 잔해와 합쳐져
새로운 항성을 만들어내기 때문이죠

죽음으로 새로운 탄생이 시작되는 것입니다

우리가 존재하는 태양계 역시 슈퍼노바에 의해 만들어졌다고 합니다
수소, 탄소, 산소, 질소, 황, 인은 생명체를 구성하는 필수 원소입니다
이것들은 모두 항성이 폭발하는 과정에서 만들어집니다

즉 슈퍼노바에 의해 태양이 만들어지고 지구가 만들어지고
생명체가 탄생하고 인간이 등장하게 된 것입니다

최초의 질문으로 돌아가 봅시다
우리는 어디서 왔을까요

우리는 별의 죽음, 슈퍼노바에서 왔다고 할 수 있습니다

과거의 인류는 하늘을 연구하다
어느 날 갑자기 밝아지는 별 하나를 발견하게 됩니다

우주에 대한 정보가 많이 없었던 그 당시에는
이 빛은 새로운 별이 탄생하면서 만들어지는 것이다
라고 생각했습니다

그래서 이 빛을 새로운이라는 뜻을 가진 라틴어
nova라고 불렀죠
우리나라 말로 하면 신성입니다

그리고 신성보다 더 큰 에너지를 방출하는 폭발을
초신성, Supernova라고 부릅니다

물론 당시에는 착각해서 붙인 이름이었겠지만
결국 슈퍼노바에 의해 새로운 별이 탄생하게 되니
어찌 보면 찰떡인 이름인 것 같네요