최초의 유인 우주비행, “지구는 푸른빛이다.”

“지구는 푸른빛이다. 멋지고, 경이롭다.”

인류 최초로 우주에서 직접 지구를 바라본 구소련의 우주비행사 유리 가가린(Yurii Alekseevich Gagarin, 1934년~ 1968년)이 남긴 말이다. 1961년 4월 12일 우주선 ‘보스토크1호(Vostok 1)’에 탑승한 가가린은 우주에서 108분 동안 지구를 한 바퀴 비행하고 다시 지구로 돌아왔다. 이는 20세기 우주시대를 연 중요한 사건 중 하나였다. 인류가 우주를 향해 첫발을 내디뎌 우주개발의 가능성을 확인한 역사적인 사건이기 때문이다. 이를 계기로 사람들은 우주에 대해 더욱 관심을 가지게 됐고 나라마다 우주개발에 더 많은 비용과 노력을 쏟기 시작했다.

소련과 미국의 우주개발 경쟁

제2차 세계대전 이후 미국과 소련은 더 위협적인 무기를 개발하기 위해 우주기술, 특히 로켓기술로 눈을 돌리게 됐다. 소련과 미국이 치열하게 우주개발 경쟁을 하는 사이에 1957년 10월 4일, 소련이 먼저 인류 최초의 인공위성 ‘스푸트니크 1호’를 발사해 우주궤도에 올리는 데 성공했다. 큰 충격을 받은 미국은 그로부터 20일 후 인공위성 발사를 시도했지만 실패했다. 1958년 1월 31일 미국은 드디어 ‘익스플로러 1호’ 인공위성을 발사하는 데 성공했다.

하지만 미국이 첫 인공위성 발사에 급급한 사이 소련은 1957년 11월 3일 스푸트니크 2호에 ‘라이카’라는 개를 탑승시켜 동물의 첫 우주비행을 성공시켰다. 라이카의 희생으로 생물이 우주비행을 할 수 있다는 것을 확인한 소련은 그 후 1961년 4월 21일 ‘동방’이라는 뜻의 보스토크1호에 인류 최초로 사람을 태워 우주비행을 성공시켰다. 소련은 최초 인공위성 발사뿐만 아니라 최초 유인 우주비행까지 성공해 미국과의 경쟁에서 승리하며 우주개발 경쟁에서 앞서 나가기 시작했다. 이에 맞서 미국은 항공우주국(NASA)을 설립하며 우주개발에 본격적으로 뛰어들었다.

지속되는 경쟁 가운데 소련과 미국의 다음 경쟁목표는 달이었다. 두 나라는 달을 향해 수많은 탐사선 발사를 시도했다. 결과적으로 ‘아폴로 11호’에 탑승한 닐 암스트롱 (Neil Alden Armstrong, 1930년 ~ )이 달에 첫발을 내딛으며 달 착륙 경쟁에서는 미국이 승리했다. 소련과 미국이 우주개발에 치열한 경쟁을 벌이는 사이 프랑스, 일본, 중국, 영국, 인도 등 여러 나라가 우주개발에 참여해 그 뒤를 추격하기 시작했다.

최초의 유인우주선, 보스토크1호

보스토크1호는 사람이 탑승해 지구로 돌아오는 귀환캡슐과 캡슐을 이동시키는 기계선으로 이루어졌다.  1961년 4월 12일 소련에서 발사된 보스토크1호는 태평양을 지나 남아메리카, 아프리카 상공을 통과해 지구를 한 바퀴 돌아 다시 소련에 착륙했다. 우주비행을 하는 108분 동안 가가린은 지상과의 통신을 통해 자신의 몸 상태와 계기판에 나타난 우주선 상태를 지속적으로 지상에 보고했다. 가가린은 우주선에서 자신이 좋아하는 노래를 휘파람으로 불 정도로 여유롭게 우주비행을 했다.

그림 3 보스토크1호의 비행 경로와 착륙 과정 ⓒ 한국과학창의재단 / 작가 김화연

보스토크1호의 영향력

보스토크1호의 성공은 일차적으로 인간이 무중력 환경과 초고속 비행 환경을 포함한 우주환경에서 견딜 수 있다는 것을 확인시켜 주었다. 또 계속된 유인 우주비행에 필요한 기초자료를 제공하는 역할을 했다. 더 나아가 인류의 시야를 더 넓은 우주로 향하게 했고 세계 각국이 우주개발 경쟁에 참여하게 함으로써 우주산업이 발전하는 계기를 마련해 주었다.

현재 미국, 러시아뿐만 아니라 일본, 중국, 유럽, 인도 등 우주강국이 우주개발에 국가적인 지원을 아끼지 않고 있다. 미래의 우주개발은 달과 화성탐사를 포함하는 우주탐사와 우주식민지 개척, 우주여행 등의 분야로 확대될 것이다. 우주개발은 각 나라의 과학기술 능력을 보여줄 수 있는 장이며 미래 지구의 인구증가, 온난화, 식량부족, 기타 환경문제 등을 해결할 열쇠가 될 것이다.

<보스토크호의 역사>

[교육팁]

‘대한민국 최초 우주인 탄생’, ‘대한민국 최초 우주 발사체 나로호 발사’

우리나라도 이제 본격적으로 우주개발 사업을 진행하고 있다. 한국항공우주연구원(KARI)은 현재 축적된 기술과 경험을 바탕으로 ‘국가 우주개발진흥기본계획’에 의거해 저궤도 실용위성 발사체 기술 확보 및 상용화를 목표로 우주발사체 개발 사업을 추진하고 있다. 하지만 우주개발은 실제로 얻는 이익에 비해 쓰이는 비용이 어마어마하기 때문에 논란의 여지도 있다. 과연 우리나라도 우주개발에 참여해야될 지 친구들과 찬반의견을 나눠 토론해본다.

▶ 우주개발을 해야 한다 (찬성)

- 예상답변 : 우주개발을 하는 과정에서 과학기술이 발전한다.

우주 강국으로 국가 위상이 높아진다.

우주에서 새로운 에너지원을 찾을 수 있다.

▶ 우주개발을 하지 말아야 한다 (반대)

- 예상답변 : 지구상에 우주개발보다 시급하게 해결해야 할 사안이 많다.

우주개발에 쓰이는 비용으로 더 급한 문제를 해결할 수 있다.

우주개발에 쓰이는 돈의 일부로 지구 내의 새로운 에너지원을 찾아 볼 수 있다.

[교육과정]

- 중학교 2학년 과학, 지구와 별

- 초등학교 5학년 과학, 에너지

- 초등학교 5학년 과학, 환경과 생물

글 / 장영근 한국항공대학교 항공우주기계공학부 교수 ykchang@kau.ac.kr