1. 지구형 행성
지구형 행성(地球型行星, terrestrial planet)은 태양계에서 규산염 따위로 된 암석이나 금속 등 고 체 상태의 물질을 주성분으로 하는 행성을 말한다. 수성, 금성, 지구, 화성이 이에 해당한다. 목성 형 행성보다 안쪽 궤도에 있으며, 크기 또한 상대적으로 작다. 지구형 행성은 철을 주성분으로 하 는 핵을 규산염 성분의 맨틀이 감싸고 있다. 달 역시 비슷한 구조이나 철로 된 핵은 없다. 이오와 유로파 또한 지구형 행성과 유사한 외부 구조를 가진 항성이다. 지구형 행성들은 표면에 계곡, 충 돌구, 산, 화산의 지형을 지닌다. (단 행성의 물과 지각 활동에 영향을 받는다) 지구형 행성의 대 기는 초기 생성과정에서 미행성과의 충돌 및 내부 화산활동으로 인하여 생겨났는데, 이를 부대기 (secondary atmosphere)로 일컫는다. 대기성분
을 확보한 목성형 행성과는 구별된다. 후자를 원대기(primary atmosphere)로 일컫는다. 이론 적으로 지구형 행성(또는 암석 행성)에는 두 가 지 종류가 있다. 하나는 규산염질 행성이며, 다 른 하나는 탄소질 행성이다. 탄소질 행성(또는 다이아몬드 행성)의 경우 그 조성은 C 형 콘드 라이트와 유사하리라 추측된다.
2. 목성형 행성
목성형 행성(木星型行星)은 태양계에서 수소나 헬륨 따위의 유체(fluid) 형태를 주성분으로 하는 행성을 말한다. 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 해당된다. 이 중 천왕성과 해왕성은 구성성분 중 얼음과 물, 메 테인 따위의 혼합물이 상당량을 차지하고 있어 거 대 얼음 행성(ice giants)으로, 수소와 헬륨이 주성 분인 목성, 토성은 거대 가스 행성(gas giants)으로 세분하기도 한다. 목성형 행성의 중심핵은 지구형 행성처럼 석질 또는 철질이지만(유체 행성이 탄생 하기 위해서는 이와 같은 중심핵 물질이 필요했다), 행성 대부분의 질량은 행성의 외형으로 보여지는 두터운 유체층에 존재한다. 따라서 밀도가 낮아 지 구형 행성보다 바깥쪽 궤도에 있으며, 크기 또한 상대적으로 거대하다. 이들은 지구형 행성처럼 명 확한 '표면'이 존재하지 않는다. 이들의 대기는 하강 할수록 부드럽게 짙어져 가며, 중심핵에 가까워지 면서 수소 및 헬륨은 액체 또는 액체 비슷한 물질 로 압축되어 있을 것으로 추측되고 있다. 그러므로 이들 행성에서 '착륙'은 할 수가 없다. 이들의 반지 름, 겉넓이, 표면 밀도, 부피, 표면 온도 등은 오직 외관상으로 봤을 때의 최외곽 대기층만을 기준으로 한 수치이다.
자료출처 위키백과(지구형 행성, 목성형 행성)
차시 4~6/6
1. 로켓 발사와 지구 재진입
대기 중을 초음속으로 비행하는 물체는 공기와의 마찰이나 압축으로 열이 발생한다. 우주에서 지 구로 귀환하던 우주왕복선이 대기를 통과하며 타버리는 경우도 있을 만큼 높은 열이 생긴다. 그런 데 초음속으로 대기권을 빠져나가는 로켓은 왜 타지 않을까? 로켓이나 제트기처럼 공기 중을 음속 이나 초음속으로 비행하는 물체는 주위의 공기 때문에 온도가 올라간다. 흔히 공기 분자와 마찰해 서 온도가 올라간다고 생각하지만, 공기와의 마찰만으로는 그리 많은 열이 나지 않는다. 실은 강한 힘으로 공기가 압축되어 많은 열이 나는 것이다. 압축된 공기가 열을 내는 현상을 이용하여, 피스톤 을 빠르게 누르면 불을 붙일 수 있는 캠핑용품도 있다.
로켓을 우주로 발사할 때 지구로 다시 진입할 때보다 발생하는 열이 적다. 높은 곳으로 올라갈수 록 공기 밀도가 낮아지기 때문에 일정한 높이부터는 발생하는 열이 점점 줄어들기 때문이다.
하지만 로켓 앞부분이 녹거나 파괴될 정도로는 온도가 올라가므로 앞부분의 노즈콘에는 단열재를 입힌다. 반면에 궤도를 돌다가 지구로 진입하는 인공위성이나 우주선 등이 재진입하는 경우에는 발 사할 때보다 훨씬 많은 열이 발생한다. 로켓을 발사할 때보다 땅으로 떨어질 때의 속도도 중력의 영향으로 발사 때보다 훨씬 빠르고, 대기권에 들어오면서 공기가 많아져 공기가 강하게 압축되기 때문이다. 인공위성이나 우주선이 대기권에 진입할 때는 속도가 마하 20을 넘기도 하는데, 이 정도 속도에서는 120km 상공부터 우주선의 표면 온도가 올라가기 시작해서 70km 높이 정도에서 가장 높은 온도에 이른다. 초속 8km로 재진입하는 미국의 우주왕복선의 경우에는 1500℃의 열이 발생하 지만, 진입속도가 초속 12km나 되는 일본의 소행성 샘플 회수선인 하야부사의 귀환 캡슐이나 미국 의 혜성 샘플 회수선인 스타더스트 귀환 캡슐의 경우에는 1만 ℃의 고온이 발생한 바 있다.
자료출처 한국항공우주연구원>과학교육>배움터>로켓
차시 4~6/6
2. 항법GNSS
우리가 널리 알고 있는 위성기반의 항법시스템인 GPS (Global Positioning System)는 미국에서 1970년대초 사용자의 위치 (Position) 뿐만 아니라 속도 (Velocity), 시각 (Timing)을 정확하게 추정하 기 위해 만든 군사 목적의 시스템이다. 현재는 군사 목적뿐만 아니라 민간에게도 개방돼 유용하게 널리 쓰이고 있다.
GNSS의 구성은 크게 위성, 관제, 사용자로 구성되어 있다. 위성은 항법신호 생성기능 등이 탑재되 어 특정 궤도 (중궤도 및 정지궤도)에 복수로 배치되어 있고, 지상 관제 부분에서 모니터링되어 운 영 유지가 되고 있다. 사용자는 4개 이상의 위성으로부터 항법 신호를 수신 받아 약 15m 이내의 위치를 계산할 수 있다. 위성으로부터 전송되는 정보를 바탕으로 사용자 수신기는 위성과 수신기 사이의 거리 (의사거리 : Pseudorange)와 위성의 위치를 사용자 위치 계산에 사용되며, 사용자의 위 치 정확도 및 신뢰성을 높이기 위해 위성시계오차, 전리층 및 대류층 지연오차 모델, 위성상태 정보 등을 활용한다.
GNSS의 구성은 크게 위성, 관제, 사용자로 구성되어 있다. 위성은 항법신호 생성기능 등이 탑재되 어 특정 궤도 (중궤도 및 정지궤도)에 복수로 배치되어 있고, 지상 관제 부분에서 모니터링되어 운 영 유지가 되고 있다. 사용자는 4개 이상의 위성으로부터 항법 신호를 수신 받아 약 15m 이내의 위치를 계산할 수 있다. 위성으로부터 전송되는 정보를 바탕으로 사용자 수신기는 위성과 수신기 사이의 거리 (의사거리 : Pseudorange)와 위성의 위치를 사용자 위치 계산에 사용되며, 사용자의 위 치 정확도 및 신뢰성을 높이기 위해 위성시계오차, 전리층 및 대류층 지연오차 모델, 위성상태 정보 등을 활용한다.
자료출처 한국항공우주연구원>과학교육>배움터>항법
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~3 /6
상 태양계를 구성하는 태양과 모든 행성의 특징을 알고 정확하게 설명할 수 있으며 행성의 내부모습을 상상하여 표현할 수 있다.
자기평가 상호평가
자기/동료평가지 (학생용) 중 태양계를 구성하는 태양과 행성의 특징을 알고 구체적으로
설명할 수 있으며 행성의 내부모습을 상상하여 표현할 수 있다.
하 태양계를 구성하는 태양과 행성의 특징을 알고 대략 설명할 수 있으며 행성의 내부모습을 상상하여 표현하려고 노력할 수 있다.
4~6 /6
상
별의 의미를 알고 대표적인 별자리를 계절별 1 개 이상 찾을 수 있으며 별과 행성의 거리를 고려하여 다양한 기술이 포함된
탐사선을 설계할 수 있다.
관찰 관찰평가지
중
별의 의미를 알고 대표적인 별자리를 2~3 개 찾을 수 있으며 별과 행성의 거리를 고려하여 두 개의 기술이 포함된 탐사선을
설계할 수 있다.
하 별의 의미를 알고 대표적인 별자리를 0~1 개 찾을 수 있으며 별과 행성의 거리를 고려하여 탐사선을 설계할 수 있다.
가. 자기/동료평가지(1~3차시)
평가방법 평가기준 평가
상 중 하
자기평가
태양계의 행성에 대해 정확하게 알고 있다.
태양계의 나머지 구성원에 대해 정확하게 알고 있다.
행성의 내부모습을 상상하여 표현할 수 있다.
동료평가 태양계 구성원에 대해 정확하게 설명할 수 있다.
행성의 내부모습을 상상하여 표현할 수 있다.
※ 평가 노하우: 자기평가 후 준비시간을 주고 동료평가를 진행한다.
나. 관찰평가지(4~6차시)
번호 이름
지식 태도
배움과 성장의 기록 별의 의미와 대표
별자리를 설명할 수 있다.
기술을 활용하여 탐사선 설계에 적극적으로 참여한다.
상 중 하 상 중 하
※ 평가 노하우: 수업 시간 중 친구에게 설명하는 시간을 가지고 그 시간을 활용하여 평가한다.
7. 학교생활기록부 기재 예시
항목 학생부 기재 예시
교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항
(과학) 우주에 대한 관심이 많고 태양계 구성원과 별에 대해 잘 설명할 수 있음.
(수학) 비를 활용하여 연산을 할 수 있음. 큰 수의 계산에 익숙함.
(미술) 상상력이 풍부하고 상상한 것을 그림으로 표현할 수 있음.
행동특성 및 종합의견 우주에 대한 관심이 많고 과학적 탐구력을 기반으로 한 창의성이 뛰어남.