상대적이지도, 절대적이지도 않은 '괴'백과사전 완전정복

blesshy님의 블로그에서
chizru님의 망상공방

고무줄가지고 달나라가던 만화가 이번엔 페트병에서 분출하는 탄산의 압력으로 달나라에 갈 생각을 하는 모양이다. 과연 가능할지 한번 계산이나 해보자.

일단 이 사람들이 주입한 라무네의 양은 5224만7천되이다.
이것을 변환하면 94248.780558m³으로, 대충 수영장 90개정도 채울 수 있는 양일것같다.

로켓에 실을 수 있는지부터가 의심스럽다 -_-;;

나사에서 달착률 프로젝트를 할때 사용한 가장 큰 로켓인 Saturn V는 높이 110미터에 평균지름이 10미터이므로, 꽉꽉 라무네를 채운다고 해도 8640m³밖에 못싣는다. 만화에 등장하는 로켓이 얼마나 어마어마한 크기인지 짐작하게 해주는 대목이다.
110미터면 아파트 30층정도의 높이이다

그렇다면 라무네를 Saturn크기의 로켓에 탑재하도록 '압축'하는건 어떨까.
라무네는 물이나 마찬가지이므로, 물의 압축액 테이블을 찾아보자.
50MPa로 압축했을때, 달랑 비체적이 0.0009766으로,
1기압상태의 0.001043에 비해서 7%밖에 압축이 안된다.

이 이상 압축하면 고체연료이니 골룸

뭐, 로켓 덩치도 극복했고, 어찌어찌 잘 압축해서 라무네를 장전했다고 하자.
이제 탄산가스의 힘을 계산할 차례인데,
탄산음료는 일반적으로 과포화 상태로 충전해서 캔 내부의 압력이 2기압정도로 유지되게 한다.
탄산음료 200ml기준으로 얼마나 많은 탄산가스의 양이 녹아드는지 알아야 탄산가스의 총량을 알텐데,

평형상수값을 화학책에서 못찾았다 OTL

일단, 400ml정도 충전을 한다는 가정하에 계산을 진행시키겠다.
(2기압 충전이므로 얼추 맞을 듯)

아까 계산한 라무네의 총량이 94248.780558m³였으므로, 탄산가스의 총량은 188497m³임을 알 수 있다. 우리가 원하는 달까지 가는 추진력은 7,500,000 파운드로 3401993.114366kg의 추진력이 필요하다. 이 데이터는 새턴5의 추진력기준으로, 여기서 보내는 사람 다섯의 무게와 건장한 우주비행사 세명의 무게가 같다는 가정하에 추진력 데이터를 끌어다 썼다.

서비스 모듈의 밑반지름을 2미터로 잡고, 필요한 압력을 계산해보면, 105MPa임을 알 수 있다.
탄산가스의 일반 충전압력은 0.2MPa이므로, 오백배나 압축해야함을 알 수 있다.
...이쯤되면 탄산가스는 액화될텐데 말이지...어쩌면 다이아몬드가 될지도 몰라

그리고, 위에서 언급했듯이, 라무네의 압축한계는 50MPa이다. 일단 여기서부터 아귀가 맞지 않는다. 아귀에 맞게 하려면, 고체연료화한 라무네를 이용, 조금씩 액화시켜 그 안의 탄산가스를 빼내어 1000기압 이상으로 압축하는 기술이 필요하다고 할 수 있겠다.

무모한 기술이다. 차라리 원자로를 탑재한 터보프롭 비행기를 만들어서 달로 가자.

그것보다, 105MPa이면, 많은 금속들이 못버티고 나가떨어지는 한계치이다. 거기다, 그걸 곧 분리되어야할 서비스모듈이 막고있어야한다니, 잠금장치의 힘도 엄청나다는 것을 알 수 있다.

그럴바에, 새턴5 한대 다시 쏘는게 낫지않아?

Refernce

최신 공업열역학 제3판 노승탁 저
Chemistry 2nd ed. Silberberg
Manned Spacecraft Kenneth Gatland