🚀 빛에도 무게가 있다는 걸 계산해보고 알았다 — 태양돛 우주선의 진짜 승부처는 여기 있다
📑 목차 💡 빛이 민다는 말을 처음 들었을 때는 안 믿었다 🔢 숫자로 보면 얼마나 미는지 감이 온다 🛰️ LightSail 2가 진짜 보여준 건 '성공'이 아니라 '줄다리기' 🚀 Solar Cruiser가 취소된 진짜 이유는 예산이 아니라 붐이었다 🔧 결국 발목을 잡는 건 물리가 아니라 하드웨어 💡 빛이 민다는 말을 처음 들었을 때는 안 믿었다 몇 년 전 천문 관련 라이브 방송을 보다가 " 태양돛 은 빛의 압력으로 날아간다"는 설명을 들었다. 솔직히 그 자리에서 반박하고 싶었다. 빛은 질량이 없는데 어떻게 뭔가를 미냐고. 바람이 종이를 미는 거야 공기 분자가 부딪히니까 이해가 가는데, 진공 속에서 빛이 민다는 건 감이 안 왔다. 그런데 이게 SF적 비유가 아니라 그냥 물리 교과서에 나오는 계산이라는 걸 알고 나서 좀 머쓱해졌다. 광자는 질량은 없어도 운동량(p = E/c)을 갖고, 표면에 부딪혀 흡수되거나 반사되면 그 운동량이 그대로 힘으로 전달된다. 마이클슨이 19세기 말에 이미 이론적으로 예측했고, 20세기 초 니콜스와 헐이 실험실에서 직접 측정까지 해낸 오래된 이야기였다. 🔢 숫자로 보면 얼마나 미는지 감이 온다 지구 궤도 근처(1AU)에서 태양이 단위 면적당 쏟아붓는 에너지, 즉 태양상수는 약 1361W/㎡다. 이걸 광속(약 3×10⁸ m/s)으로 나누면 완전히 흡수하는 표면이 받는 복사압은 약 4.54μN/㎡가 나온다. 태양돛은 빛을 흡수하지 않고 반사하도록 설계하기 때문에 운동량이 두 배로 전달돼 압력도 대략 9.08μN/㎡ 수준이 된다. 이 숫자는 어느 임무의 관측값이 아니라 그냥 태양상수와 광속으로 유도되는 이론값이다. 문제는 이게 터무니없이 작다는 거다. 1제곱미터짜리 반사판이 받는 힘이 대략 개미 한 마리(1mg 안팎) 무게의 수백분의 1 수준이다. 로켓 엔진이랑 비교하면 장난 같은 힘인데, 진공에는 마찰이 없고 태양은 24시간 쉬지 않고 밀어주니까 몇 달, 몇 년 단위로...