'음향스캐너' 이용 소음지도 그려
우주선 62db '청취장애' 수준… 발생원인 분석
미래 우주생활ㆍ정보통신 등 응용가능 큰 의미
"우주에서 소음을 측정할 수 있을까?"
이를 알아보기 위해서는 우선 소리의 특성을 알아야 한다. 소리가 전달되기 위해서는 소리를 전달해 주는 공기와 같은 매질이 필요하다. 다시 말해 소리(음파)는 공기가 어떤 압력을 받아 압축되면 다시 원래 형태대로 돌아가려는 성질로 인해 팽창한다. 이때 팽창하면서 인접한 공기를 압축시키고 압축된 공기는 다시 팽창하게 된다. 이런 움직임을 통해 소리는 전달되는데 보통 공기를 매질로 했을 때 음속(20℃, 초속 340m)으로 전파된다.
그러나 진공상태인 우주에서는 압축과 팽창을 해야 할 매질이 없기 때문에 소리가 전달될 수 없다.
그러나 우주선에는 소리를 전달하는 매질이 있다. 이 공기 덕택에 우주복을 벗고 편하게 지낼 수 있지만 다른 한편으로는 소음에 시달리기도 한다. 국제우주정거장은 기계장치를 냉각하는 팬이나 각종 기기가 작동하는 과정에서 발생하는 무시무시한 소음이 존재한다. 완전히 밀폐된 국제우주정거장에서의 소음공해는 상상을 초월한다. 실제 몇 해 전 미국항공우주국(NASA)은 국제우주정거장에서 활동한 경험이 있는 우주인들을 조사한 결과, 상당수의 우주인이 지구로 귀환한 후에도 극심한 청각장애를 호소하고 있다는 사실이 밝혀졌다.
이로 인해 우주선 안의 소음을 줄이기 위한 노력이 진행됐다. 방음재 등을 사용해 업무지 소음을 69db에서 62db로 줄였다. 하지만 이 역시 상당한 소음이다. 69db은 청력손실이 일어나기 시작하는 도로변 소음수준이며 62db은 집중력 저하, TVㆍ라디오ㆍ 전화 등 청취장애를 발생하는 수준이다.
한국 최초 우주인이 머물게 될 러시아 `즈베즈다' 모듈의 상황은 더욱 심각하다. 즈베즈다는 우주정거장 승무원의 주거공간이면서 정거장 전체에 명령을 내리고 전자장치를 조정하는 기능을 하는 곳으로 크기는 버스 내부보다 조금 작다. 이 곳은 한낮 시내 번화가의 교통소음 수치인 75db 정도여서 옆 사람이 말하는 소리를 간신히 알아들을 수 있을 만큼 시끄럽다. 상황이 이렇다 보니 우주인들은 무중력 다음으로 고통스러운 것으로 소음을 꼽는다.
이에 따라 우주인들은 잠을 잘 때 귀마개를 해야 하고 적어도 하루에 2~3시간은 귀마개를 착용해야 활동할 수 있다.
KAIST 항공우주공학과 이덕주 교수는 `국제우주정거장 소음환경 문제 파악 및 개선연구'를 제안했다. 이소연씨는 국제우주정거장에서 머물면서 소음실태를 본격적으로 실측하게 된다. 이번 실측에는 흥미로운 측정장비가 쓰인다. 국내 벤처기업과 공동 개발한 `음향 스캐너'가 바로 그것으로 이 장비는 소리를 영상을 보여준다.
음향스캐너는 크고 작은 소리가 나는 곳을 여러 색깔로 나타내 준다. 즉 소음과 진동이 생기는 지점을 정확히 찾아내 이 지점을 비디오 카메라로 동시에 촬영해 위치를 영상으로 나타내고 그 지점에서의 소음의 크기도 지도의 등고선처럼 표시해 준다. 이 장비는 무중력상태에서 우주인이 상하좌우 앞뒤의 불특정 지점을 측정해도 우주정거장 벽면의 소음지도를 만들어 낼 수 있다.
이러한 시도는 러시아도 해 보지 않았던 실험으로 우주정거장의 소음지도를 작성하기 위한 첫 단계라 할 수 있다.
그렇다면 왜 이런 연구를 할까? 이 교수는 우주정거장에서 발생하는 소음을 제대로 파악하면 이를 해결할 수 있는 방안을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 당초 이 교수는 소음이 심한 우주공간에서 귀에다 상쇄음파를 쏘아 소음은 들리지 않게 하고 필요한 소리만 들리게 하는 `우주 귀마개'를 개발하려고 했다.
하지만 이번 실험에서는 여건이 맞지 않아 나중을 기약해야 하지만 우주선에서의 소음을 정확히 파악하는 것만으로도 미래의 우주생활과 지상 정보통신에 응용할 수 있다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있다.
정리=이준기기자 bongchu@
우주선 62db '청취장애' 수준… 발생원인 분석
미래 우주생활ㆍ정보통신 등 응용가능 큰 의미
"우주에서 소음을 측정할 수 있을까?"
이를 알아보기 위해서는 우선 소리의 특성을 알아야 한다. 소리가 전달되기 위해서는 소리를 전달해 주는 공기와 같은 매질이 필요하다. 다시 말해 소리(음파)는 공기가 어떤 압력을 받아 압축되면 다시 원래 형태대로 돌아가려는 성질로 인해 팽창한다. 이때 팽창하면서 인접한 공기를 압축시키고 압축된 공기는 다시 팽창하게 된다. 이런 움직임을 통해 소리는 전달되는데 보통 공기를 매질로 했을 때 음속(20℃, 초속 340m)으로 전파된다.
그러나 진공상태인 우주에서는 압축과 팽창을 해야 할 매질이 없기 때문에 소리가 전달될 수 없다.
그러나 우주선에는 소리를 전달하는 매질이 있다. 이 공기 덕택에 우주복을 벗고 편하게 지낼 수 있지만 다른 한편으로는 소음에 시달리기도 한다. 국제우주정거장은 기계장치를 냉각하는 팬이나 각종 기기가 작동하는 과정에서 발생하는 무시무시한 소음이 존재한다. 완전히 밀폐된 국제우주정거장에서의 소음공해는 상상을 초월한다. 실제 몇 해 전 미국항공우주국(NASA)은 국제우주정거장에서 활동한 경험이 있는 우주인들을 조사한 결과, 상당수의 우주인이 지구로 귀환한 후에도 극심한 청각장애를 호소하고 있다는 사실이 밝혀졌다.
이로 인해 우주선 안의 소음을 줄이기 위한 노력이 진행됐다. 방음재 등을 사용해 업무지 소음을 69db에서 62db로 줄였다. 하지만 이 역시 상당한 소음이다. 69db은 청력손실이 일어나기 시작하는 도로변 소음수준이며 62db은 집중력 저하, TVㆍ라디오ㆍ 전화 등 청취장애를 발생하는 수준이다.
한국 최초 우주인이 머물게 될 러시아 `즈베즈다' 모듈의 상황은 더욱 심각하다. 즈베즈다는 우주정거장 승무원의 주거공간이면서 정거장 전체에 명령을 내리고 전자장치를 조정하는 기능을 하는 곳으로 크기는 버스 내부보다 조금 작다. 이 곳은 한낮 시내 번화가의 교통소음 수치인 75db 정도여서 옆 사람이 말하는 소리를 간신히 알아들을 수 있을 만큼 시끄럽다. 상황이 이렇다 보니 우주인들은 무중력 다음으로 고통스러운 것으로 소음을 꼽는다.
이에 따라 우주인들은 잠을 잘 때 귀마개를 해야 하고 적어도 하루에 2~3시간은 귀마개를 착용해야 활동할 수 있다.
KAIST 항공우주공학과 이덕주 교수는 `국제우주정거장 소음환경 문제 파악 및 개선연구'를 제안했다. 이소연씨는 국제우주정거장에서 머물면서 소음실태를 본격적으로 실측하게 된다. 이번 실측에는 흥미로운 측정장비가 쓰인다. 국내 벤처기업과 공동 개발한 `음향 스캐너'가 바로 그것으로 이 장비는 소리를 영상을 보여준다.
음향스캐너는 크고 작은 소리가 나는 곳을 여러 색깔로 나타내 준다. 즉 소음과 진동이 생기는 지점을 정확히 찾아내 이 지점을 비디오 카메라로 동시에 촬영해 위치를 영상으로 나타내고 그 지점에서의 소음의 크기도 지도의 등고선처럼 표시해 준다. 이 장비는 무중력상태에서 우주인이 상하좌우 앞뒤의 불특정 지점을 측정해도 우주정거장 벽면의 소음지도를 만들어 낼 수 있다.
이러한 시도는 러시아도 해 보지 않았던 실험으로 우주정거장의 소음지도를 작성하기 위한 첫 단계라 할 수 있다.
그렇다면 왜 이런 연구를 할까? 이 교수는 우주정거장에서 발생하는 소음을 제대로 파악하면 이를 해결할 수 있는 방안을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 당초 이 교수는 소음이 심한 우주공간에서 귀에다 상쇄음파를 쏘아 소음은 들리지 않게 하고 필요한 소리만 들리게 하는 `우주 귀마개'를 개발하려고 했다.
하지만 이번 실험에서는 여건이 맞지 않아 나중을 기약해야 하지만 우주선에서의 소음을 정확히 파악하는 것만으로도 미래의 우주생활과 지상 정보통신에 응용할 수 있다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있다.
정리=이준기기자 bongchu@
