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[비센의 재미있는 과학 이야기] 우주여행시대를 향한 진일보

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작성자 석준영 작성일18-02-08 09:27 조회21회 댓글0건

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민간우주항공기업인 스페이스X(SpaceX)사는 지난 2월 6일 민간기업중 가장 강력한 추진력을 갖춘 로켓 팰콘 헤비(Falcon Heavy)를 우주로 발사하는 데 성공했습니다. 쉽게 말하자면 다른 로켓들에 비해 꽤나 무거운, 그래서 추진력이 센 로켓 발사에 성공한 것입니다, 게다가 그렇게 추진력이 좋은 로켓을 만든 방법이 기존에 있던 로켓 세대를 묶어서 함께 추진력을 얻어 낸 것이니, 힘이 좋은 트럭을 만들기 위해 두대의 트럭을 묶어서 사용하는 것과 비슷한 것입니다. 이런 식으로 생각하면 별 것도 아닌 것 같은 이런 일에 전세계가 깜짝 놀라고, 미래의 우주 항공 산업으로 한발짝 더 다가간 역사적 사건이라며 주목하고 있습니다. 도대체 왜 이번 스페이스X의 팰콘 헤비 로켓 발사성공이 이렇게 주목받고 있는 것일까요? 

 

스페이스X는 지난 2002년 앨런 머스크가 설립한 민간 우주항공 기업입니다. 앨런 머스크는 테슬라라는 유명한 전기자동차회사의 CEO이기도 합니다. 그는 스페이스X를 설립하면서 이 회사의 궁극적인 목표는 인류를 다행성종족을 만드는 것이라고 공표했습니다. 즉, 인간이 지구를 벗어나 다른 행성에서 생활하는 것을 가능케 하는 꿈을 실현하기 위한 회사라는 것입니다. 그는 대부분의 사람들은 공상과학영화에서나 가능할 것이라고 생각하는 것을 현실화하기 위해 장대한 계획을 설립하였고, 회사 설립후 약 15년이 지난 지금까지 비약적인 발전과 성공을 일으키며, 처음에 그의 황당(?)한 계획에 회의적이었던 사람들마저 ‘어? 정말 가능할 수도 있겠는걸?’이라는 생각을 갖고 그의 업적들을 지켜보게 만들어 오고 있습니다. 처음 캘리포니아의 한 작은 창고에 본사를 두고 시작한 스페이스X는 우주탐사에 관련된 주요 분야에 마수같은 손길을 뻗기 시작합니다. 우주탐사를 위한 우주선 개발, 우주선을 지구 밖으로 쏘아 올리기 위한 로켓의 자체 개발, 그리고 우주비행사들을 위한 우주복 개발등 우주탐사 관련 주요 분야에 연구를 진행하기 시작합니다. 이후 2010년 드디어 자체 개발한 무인 우주선 드래곤(Dragon)을 역시 자체 개발한 팰콘9 로켓에 탑재하여 예정된 궤도에 진입시키는 데 성공하였고, 궤도 운행을 마친 드래곤을 지구로 귀환시키는 데 성공함으로써 우주선 발사부터 귀환까지를 온전히 콘크롤할 수 있는 최초의 민간기업으로 자리매김을 하였습니다. 

 

스페이스X가 그동안 이루어온 업적들은 모두 앨런 머스크의 화성에 인류를 보내겠다는 큰 그림을 위한 작은 조각들입니다. 인류를 다른 행성으로 보내기 위해서는 우선 인류가 가서 생활할 수 있는 공간을 만들어 두어야 합니다. 그러기 위해서는 설비를 위한 재료들과 작업을 진행할 로봇, 그리고 총괄 감독을 해야할 최소한의 인력이 지구밖으로 나가야 합니다. 이를 가능하게 만들기 위해 우선적으로 필요한 것은 무거운 중량의 화물및 인력을 탑재할 수 있는 로켓의 개발입니다. 그리고 궁극적으로 일반인들의 우주여행을 가능하게 만들기 위해서는 발사 단가를 저렴하게 만들어야만 합니다. 일단 스페이스X는 발사 단가에 관련된 문제를 해결하기 위해 추진로켓을 재활용하는 방법을 가능하게 만들었습니다. 2015년 12월 스페이스X는 인류역사상 처음으로 발사된 로켓의 추진체를 다시 지정된 장소로 돌아오게 만드는데 성공했으며 작년 3월 회수된 로켓을 이용해서 다시 새로운 로켓을 발사하는 것을 성공함으로써 로켓 재활용의 시대를 열였습니다. 밴쿠버에서 서울로 한번 날아간 비행기는 폐기처분하고 새로운 비행기로 여행을 하던 시대에서 한대의 비행기로 여러번의 여행을 가능하게 한 것과 같으니 이것이 얼마나 여행비용을 저렴하게 해 줄 수 있을지는 쉽게 이해하실 수 있으실 것입니다. 

 

인공위성 등의 발사를 위해 사용되는 거대한 로켓은 실제 95%이상은 발사를 위한 연료탱크입니다. 실제 해당 로켓을 이용해서 궤도에 올려지는 위성체등은 일반적으로 상상하시는 것보다는 매우 작습니다. 조금씩 차이가 있기는 하지만, 인공위성의 평균무게는 50-70kg내외이며 크기는 겨울철 길거리에서 볼 수 있는 군고구마 구이통 정도의 크기입니다. 이렇게 크지 않은 물체를 쏘아올리는 데에 적합한 현재의 대부분의 로켓들은 비록 발사대에서 거대한 몸체를 뽐내지만 실질적으로 탑재할 수 있는 물체의 크기와 중량은 앨런 머스크의 꿈을 이루기에는 턱없이 부족합니다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 첫단추가 바로 이번 팰콘 헤비 로켓의 발사였습니다. 기존의 팰콘9 로켓 세대를 함께 운용하여 거대한 추진체를 만들어낸 팰콘 헤비 로켓은 1960년대말 달착륙선을 달에 보내기 위해 개발된 거대 로켓 새턴V(Saturn V)를 제외하고는 현재까지 가장 강력한 추진력을 낼 수 있는 로켓이며, 동시에 가장 무거운 질량의 물체를 우주공간에 보낼 수 있는 능력을 갖고 있습니다. 물론 팰콘 헤비가 대용량 화물 수송을 위한 유일한 로켓은 아닙니다. 미항공우주국(NASA)에서 2019년 탐사선을 달에 착륙시키는 프로젝트를 위해 개발중인 SLS(Space Launch System)의 대형로켓은 일단계 70톤정도에서 약 130톤정도의 운반이 가능할 것으로 예상됩니다. 물론 스페이스X사도 팰콘 헤비의 뒤를 잇는 대형 로켓 개발 계획을 갖고 있습니다. 프로젝트명 BFR(Big Falcon Rocket)으로서 2022년까지 지구저궤도에 150톤정도의 화물 운반이 가능한 로켓을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 

 

다른 많은 대용량 로켓 개발 계획이 있으면서도 이번 발사에 큰 의미를 주는 것은 앞서 말씀드린 것처럼 재활용이 가능한 로켓으로 대용량의 화물 운반 능력까지 검증했다는 것에 있습니다. 3개의 독립된 추진체로 이루어진 로켓은 발사된 후 두개의 보조 발사체는 지상의 지정된 위치로 귀환되었고, 중앙 추진체는 대서양의 바다위 바지선으로 귀환할 예정이었지만, 연료체계의 문제로 인해 바지선 약 10킬로미터 전에 바다에 추락했습니다. 완벽한 성공이라고는 할 수 없지만, 그 가능성을 확인한 것만으로 의미있는 발사라고 여겨지고 있습니다. 이번에 발사된 로켓에 실려 우주공간에 보내진 것은 앨런 머스크의 또 다른 회사 테슬라에서 만든 스포츠카입니다. 마네킹에 자신들이 만든 우주복을 입혀 자신들의 스포츠카에 앉힌 뒤 이를 궤도에 올려 궤도운동을 하게 만들었으며, 이 모습은 인터넷의 여러 매체를 통해 볼 수 있습니다. 이번에는 인형이 앉아 있는 스포츠카를 올려 보냈지만, 머지 않은 미래에 인간이 직접 우주공간에서 스포츠카와 같은 우주선을 타고 돌아다니는 일이 현실화될 것이라 생각합니다. 아직도 ‘에이, 설마’라고 생각하시는 분들도 계실 수 있지만, 적어도 확실한 것은 이러한 것들을 이루기 위해 노력하는 사람들이 조금씩 그 목표에 다가가고 있다는 것입니다. 어린 시절 저는 전화선을 어떻게하면 길게 연결해서 침대에 누워 편하게 전화통화를 할 수 있을까 고민하던 게으른 아이었습니다. 그런 제가 아무런 선도 연결되지 않은 타블렛을 무릎 위에 놓고 이렇게 글을 적을 수 있을 것이라는 것은 상상조차 할 수 없었던 일이었습니다. 스포츠카를 타고 달 주변을 돌아다니는 상상도 할 수 없는 일이 일어났을 때, 이 글을 쓰고 있는 이 순간을 회상할 생각을 하니 괜시리 입가에 실없는 웃음이 번집니다.

 

 

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