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# 달의 물리적 성질
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달의 물리적 성질은 돔형 달 기지의 설계와 운영에 필요한 환경적 경계 조건을 정의합니다.
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본 문서에서는 달의 여러 물리량, 궤도 특성, 구성 성분, 온도, 중력, 내부 구조, 그리고 월자기에 대해 다룹니다.
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## [여러 물리량](여러-물리량)
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| 항목 | 값 |
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| 평균 반지름 | 1737.4 km |
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| 적도 반지름 | 1738.1 km |
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| 극 반지름 | 1736.0 km |
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| 편평률 | 0.0012 |
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| 둘레 (적도) | 10,921 km |
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| 부피 | 2.1958×10¹⁰ km³ |
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| 표면적 | 3.793×10⁷ km² |
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| 질량 | 7.342×10²² kg |
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| 평균 밀도 | 3.344 g/cm³ |
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| 표면 중력 | 1.622 m/s² |
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| 탈출 속도 | 2.38 km/s |
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| 공전 주기 | 27.321661 일 |
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| 삭망 주기 | 29.530589 일 |
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| 적도 회전 속도 | 4.627 m/s |
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달의 표면 중력은 지구의 약 1/6 수준이며, 낮은 중력은 기지 구조물의 하중 부담을 줄이는 이점이 있습니다.
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## [달의 궤도](달의-궤도)
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| 항목 | 값 |
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| 지구와의 평균거리 | 384,400 km |
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| 근지점 | 363,300 km |
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| 원지점 | 405,500 km |
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| 평균 이심률 | 0.0549 |
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| 궤도 속도 | 1.022 km/s |
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| 자전축 기울기 | 6.687° |
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| 궤도 경사 | 5.15° |
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| 항성 주기 | 27.322 일 |
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| 세차운동 주기 | 8.85 년 |
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### 타원 궤도
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달은 거의 원형에 가까운 타원 궤도로 공전합니다. 근지점과 원지점 간 거리 차이는 약 11%이며, 이심률은 0.0549입니다.
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### 세차운동
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달의 궤도 방향은 시간에 따라 서서히 회전합니다. 궤도면은 약 8.85년 주기로 세차운동하며, 이는 궤도 안정성과 달 탐사 궤도 설계에 영향을 줍니다.
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## [구성 성분](구성-성분)
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### 표면 구성 원소
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달 표면은 주로 산소(O), 규소(Si), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 등으로 이루어져 있습니다.
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| 화합물 | 바다 지역 | 고원 지역 |
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| SiO₂ | 45.4% | 45.5% |
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| Al₂O₃ | 14.9% | 24.0% |
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| CaO | 11.8% | 15.9% |
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| FeO | 14.1% | 5.9% |
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| MgO | 9.2% | 7.5% |
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| TiO₂ | 3.9% | 0.6% |
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### 대기 (Exosphere)
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달은 대기가 거의 없지만, 매우 희박한 외기권이 존재합니다.
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| 성분 | 밀도 (cm⁻³) |
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| He | 2×10³ – 4×10⁴ |
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| Ar | 4×10⁴ |
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| Na | 170 |
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| K | 17 |
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| O | <500 |
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이 외기권은 태양풍, 미소 운석 충돌, 방사성 붕괴에 의해 형성되며, 극지의 음영 지역에서는 물 분자가 포획될 가능성도 제기됩니다.
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## [온도](온도)
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달 표면은 극심한 온도 변화를 겪습니다.
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- **적도 지역**: 최대 +119 °C, 최소 −179 °C (일교차 ≈ 300 K)
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- **극지방**: 최대 −71 °C, 최소 −223 °C (일교차 ≈ 150 K)
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극지방의 영구 음영 지역은 극도로 낮은 온도를 유지하며, 수분이 얼음 형태로 존재할 가능성이 있습니다.
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## [중력](중력)
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### 중력가속도
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달의 평균 중력가속도는 1.622 m/s²로, 지역에 따라 ±0.02 ~ 0.03 m/s² 변동합니다. 이는 GRAIL 임무에서 확인된 질량 집중체(mascon) 때문입니다.
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### 질량
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GRAIL 임무에 따르면 달의 GM 값은
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(4.90279981 ± 0.00000774)×10¹² m³/s²이며, 질량은 7.3×10²² kg으로 계산됩니다.
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### 중력계수 (Love Number)
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| 계수 | 값 |
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| C₂₀ | −9.088×10⁻⁵ |
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| C₂₂ | 3.467×10⁻⁵ |
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| k₂₀ | 0.0246 |
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| k₂₁ | 0.0239 |
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| k₂₂ | 0.0248 |
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Love number는 달이 완전한 강체가 아니며 부분적으로 유동적인 내부를 가짐을 의미합니다.
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## [내부구조](내부구조)
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달 내부는 반지름 약 350 km의 금속 핵을 중심으로 한 다층 구조로 이루어져 있습니다.
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- **핵**: 철(Fe), 황(S), 니켈(Ni) 합금, 고체 내핵과 액체 외핵 존재
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- **맨틀**: 부분 용융층이 존재
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- **지각**: 평균 두께 약 50 km
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### 달지진
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아폴로 탐사선에 설치된 지진계는 1969–1977년 사이 12만 건 이상의 달지진을 기록했습니다.
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달지진은 심부, 천부, 운석 충돌, 열 달지진으로 구분되며, 내부 구조와 열적 진화를 이해하는 단서를 제공합니다.
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## [월자기](월자기)
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달에는 전역적인 자기장은 없으나, **국지적 지각 자기 이상(crustal magnetic anomaly)** 이 존재합니다.
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대표적인 지역으로는 **Reiner Gamma**와 **South Pole–Aitken 분지**가 있습니다.
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- 강도: 수 nT ~ 수 백 nT
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- 범위: 수 km ~ 수 백 km
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- 일부 지역에서는 태양풍 입자를 편향시켜 **소규모 자기권(mini-magnetosphere)**을 형성합니다.
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이 현상은 달의 표면 방사선 환경과 플라즈마 상호작용 연구에 중요한 자료를 제공합니다.
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**[다음 페이지 → 달에서의 입자 플럭스](달에서의-입자-플럭스)** |
