내가 이 글로 완전히 논쟁을 종결짓겠음



자 우주에서 자꾸 미사일이 우위냐 광학기반 레이저 병기가 우위냐 논쟁이 나오는데

합의되지 않은 여러가지 물리학적 상식들 때문에

토론이 자꾸 헛바퀴가 도니까


어느 정도 자명한 사실은 딱 미리 짚어놓고 가자



기본적인 물리학적 상식에서부터 출발해서 하나씩 짚어보는 거임






0. 우주에서 가장 빠른 건 빛이고 빛보다 빠른 물체는 존재하지 않음 초속 30만km임



1. 우주는 진공이고 마찰이 없기 때문에 어떤 물체든 이론상 꾸준히 가속하기만하면 최고 속도는 광속에 가까워질 수 있음.

하지만 광속에 점점 가까워질수록 시간이 느려지고

기존 뉴턴역학에 기반한 물리법칙들이 엇나가면서 일반인들이 논의할 수 있는 영역을 벗어나버림

추가로 유인우주선은 가속도의 한계가 있어서 굳이 광속의 1%이상의 속도를 논할 필요가 거의 없음



2. 현재 인류가 만든 물체중 가장빠른건 태양 탐사선 중 하나로 시속 70만km까지 도달했고

광속의 천분의 1을 넘었음

하지만 이 속도는 스윙바이로 달성한 것이기 때문에 우주 함대간 전투에서 실용적으로 적용하기 어려운 방식임


* 스윙바이는 행성의 중력을 빌려서 가속하는 건데, 아슬아슬하게 행성 옆을 지나가면

행성의 중력으로 인해 우주 비행체의 각속도가 빨라지면서 공전궤도를 이탈하고 속도를 추가로 얻을 수 있음

대신 행성이 상대적으로 속도를 상실하지만 행성과 우주비행체의 질량 차이가 어마어마하므로

무시가능한 수치임



3. 인간이 만든 우주 비행체 중 자체 추진엔진을 통해 가속한 가장 빠른 물체는 뉴호라이즌스 호고

시속 6만 km까지 근접했고, 광속의 1만분의 1정도 됨

하지만, 뉴호라이즌스호는 우주선 본체의 천배 질량의 연료를 소모했고, 초속 40m의 가속력을 가졌음

종래의 로켓 엔진은 매우 에너지 효율이 낮다고 볼 수 있음.



4. 이보다 경제적인 엔진을 개발하고 있으니, 미래의 우주선은 보다 경제적이고 연료 효율이 높은 엔진을 탑재한다고

가정해야 우주전에 대한 추가적인 논의를 지속할 수 있음.



5. 유인 우주선의 가속도는 12g (약 초속 120m)를 넘기기 어려움. 인체의 내구도가 이 이상의

가속도를 견디지 못하고 미세혈관이 파열되서 장기가 손상됨.

이를 극복할 기술이 개발되지 않으면 초속 120m가 한계임


미사일 같은 무인 비행체는 그보다 높은 가속도를 가질 수 있음. 100g도 충분히 가능할듯?

다만, 가속도가 높다는 건 높은 추력을 의미하고, 추력이 높을수록 연료 효율이 좋지 않을 가능성이 매우 높음

또한 그 엔진의 제작 비용도 비쌀거임



6. 우주에서 감속과 방향전환은 가속과 정확히 같은 방법임.

진행하고자 하는 방향의 정반대 방향으로 엔진을 분사하면 됨

특정 속도에 가속하기까지 100일이 걸리는 비행체는 감속에도 100일이 걸림.


따라서 무작정 최고속도가 빠르다고 능사가 아님.

이동하고자 하는 거리가 충분히 길다면 실용적이지만

거리가 짧다면 가속과 감속에 많은 에너지를 소모할수록 비현실적이고 낭비적인 우주비행체가 됨


현용 전투병기도 경제성을 고려하는 만큼, 상식 밖으로 가속 성능이 높은 우주선을 가정하는 건

적절하지 않음




7. 우주 공간에서의 기동, 특히 방향 전환은 매우 어렵고 비효율적임

스타워즈의 전투기나, 건담 애니메이션의 건담, 마크로스의 우주 전투기들의 움직임은

우주공간에서 비현실적임


그 이유는 어차피 인간이 탑승하는 유인기체라면 12g의 가속도 한계를 벗어날 수 없음

게다가 우주에서는 마찰력이 작용하지 않으므로 제동수단은 오직 벡터 반대방향으로의 엔진 분사뿐임


따라서 곡예비행같은 3차원 입체기동을 위해서는 12g의 가속력을 낼 수 있는 추력의

엔진이 기체의 사방에 부착되어 있어야 한다는 의미임 (비용상승 +1)


게다가 그렇게 사방에 엔진을 덕지덕지 붙인다 한들 가속도는 초속 120m, 시속 450km임

10초동안 같은 방향으로 움직여야 마하 4의 속도를 낼 수 있고,


영화나 만화같은 현련한 입체기동은 불가능함. 직각으로 움직이려고 조작해도

실제로는 벡터합에 의해 원호를 그리며 움직이게 되고, 반대방향으로는 기동할 수 없음


따라서 기체의 기동 범위와 방향의 예측이 쉽다는 것임 이미 전진하고 있는 방향을 기준으로

원뿔 형태의 90도 이상의 각도로는 움직일 수 없음.


그렇게 해서 움직여봤자 그 전투기나 건담의 속도는 시속 수백km에서 수천km내외일 것임





8. 대기권에의 전투기는 마하 1의 속도를 유지하면서 180도 회전할 수 있지만

우주공간에서는 그런 방식의 기동이 불가능함

진공이고 마찰이 없기 때문임


공기중에서 대기압은 1이고 상당히 높은 압력임

전투기는 날개를 통해 그 공기를 밀어내고 비비면서 방향을 바꾸는 것임

우주에는 공기가 없으므로 전투기처럼 움직일 수가 없음


방향을 바꾸고 싶으면 외부로부터 제3의 힘을 빌리거나 (행성의 중력을 이용해 행성을 한바퀴 공전한다던가)

자체 추진 엔진으로 벡터를 수정하는 수밖에 없음


하지만 행성 한바퀴 도는 사이에 전투는 진작 끝날 것이고

엔진으로 벡터를 수정하자면 매우 많은 에너지를 낭비하게 될 것임


미사일도 마찬가지임. 미사일이 일정 방향으로 수만km의 속도로 날아가고 있다면

이 미사일을 대기중에서처럼 현란한 궤적으로 기동하게 만들 방법은 없음




9. 우주 공간에서 시속 수백km나 수천km는 굼벵이만큼 느린 속도라는 거임

(3,4,5,6번을 참고하면)


유인 우주선은 수만km이상의 속도를 얻기 위해 수십시간에서 수천 시간까지 가속하게 됨

이렇게 천천히 오랫동안 가속하지 않으면 지구에서 토성까지 가는 것도 어려움

엄청나게 비싼 비용이 들거나, 인체가 버티질 못하거나, 개같이 적은 화물만 운반가능함



따라서 만약, 우주에서 인간이 전투용 함선을 운용하게 된다면 그 우주선은

시속 수만~수십만km의 속도를 내고 있을 가능성이 매우 높음

가속도는 여전히 초속 120m의 한계를 벗어나기 어려울 것임




10. (7번과 8번, 9번으로 부터 도출할 수 있는 결론은)


저렇게 빠른 속도로 움직이는 우주선을 상대로

우주 전투기나 건담이 출격해서 현대의 공중전처럼 에워싸며 공격하고

전투기 사이에 전투가 벌어지는 건 비현실적이라는 거임


왜냐하면 한번 지나쳐버린 적의 우주선을 다시 따라잡기에는 전투기의 기동력이 너무 느리고,

아군 함선에서 출격한 전투기와 상대 함선에서 출격한 적 전투기들의 상대속도조차

시속 수만km를 가볍게 상회할 것이므로,

영화나 애니메이션 같은 날렵한 움직임은 불가능함.

빠르게 움직이기 위해서는 일단 감속이 선행되어야 하기 때문임


시속 수만km에서 반대방향으로 수만km로 움직이려면

속도가 0으로 줄어들었다가 다시 + 양의 방향으로 수만km로 움직이는 수 밖에 없음

따라서 방향을 바꾸는 도중에 이미 느려진다는 거임





11. 광학 병기는 뭐 회절이니 산란이니 여러가지 장애물이 있다는 건 알겠는데,

단점이 많다는 건 알겠음


하지만 추진 기관을 부착한 미사일이나 어뢰의 우주공간에서의 단점은 거기에 비할바가 아니라는 거임


사거리가 줄어든다고 쳐도 기본적으로 수천~수만km밖의 비행체에 대한 공격력을 잃지는 않을정도라고 봄

그렇다면 이 경우 수백만~ 수천만 km를 날아온 시속 수만~ 수십만 km 상대 미사일을 요격하는데에

광학 병기는 충분한 능력과 경제성을 가질 수 있을 것임






이렇게까지 자세히 설명해줬는데도 이해못한다?


나는 그 사람을 이해시킬 자신이 없음



만약

폐열이 어떻고 은폐가 어떻고 할말이 있다?

전부 반박할 수 있는데

글 길게 싸느라 힘드니까 조금 이따가 반박해줌