지식보관소_ 드디어 우주여행이 상용화 될까?

 

 

그런데 왜 로켓은

일회용으로 쓰고 버리는 게

당연한 것처럼 발전을 해온 것일까요?

 

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2017년 스페이스X4의 엘론 머스크는

인간을 화성으로 보낼 수 있는 가장 현실적인 운송 로켓을 만들겠다는

비전을 발표했는데요.

 

참고로 현재 우주로 나가기 위해서는

물론 민간 업체에서 판매 중인 상품이 없기 때문에

아무리 돈이 많아도 불가능하겠지만

국제우주정거장 체류 가격 기준으로

대략 300억 원 정도가 필요합니다.

 

아니 근데 지금 저가항공을 타면

일본도 15만 원이면 왕복으로 다녀오는 시대에

왜 저렇게 비싼 걸까요?

 

사실 로켓이 비싼 가장 큰 이유는

로켓이 일회용이기 때문입니다.

우리가 애용하는 비행기도 만약 일회용으로 한 번만 타고 버려야 한다면

비행기 티켓값이 집값보다 비싸질 텐데

당연히 로켓을 일회용으로 쓰고 버리기 때문에

탑승 비용이 비쌀 수밖에 없는 것입니다.

 

그런데 왜 로켓은 일회용으로 쓰고 버리는 게

당연한 것처럼 발전해 온 것일까요?

 

그러니까 2차 세계대전 직후

소련이 인공위성을 우주 궤도로 쏴 올리기 위해 사용한 방식이

바로 현재까지 사용하는 다단식 로켓 추진 방식인데요.

이 원리는 로켓을 우주의 지구 궤도를 돌게 만들려면

약 시속 2만 7천 km가 필요한데

이 속도가 얼마나 빠른 속도냐면

초음속 전투기의 기준이 음속보다 빠른 속도인 마하 1인데

지구 저궤도를 돌기 위해서는

최소 마하 23의 속도가 필요하다는 것입니다.

 

왜 이렇게 빠른 속도가 필요한지 쉽게 이해하기 위해

시뮬레이션 프로그램으로 알려드리겠습니다.

 

지금 제가 켠 이 게임은 KSP라는 게임이고요.

이렇게 로켓을 만들고 지금 발사를 시켜보겠습니다.

로켓이 잘 발사되었고요.

지금 문제없이 날아가고 있죠.

그런데 여기서 계속해서 위로만 날아간다면

결국 이 로켓은 지구의 중력에 의해서 땅으로 떨어지게 됩니다.

이렇게 지구의 중력에 의해서 결국은 땅바닥으로 떨어지게 되겠죠

 

그럼 다시 한 번 발사해 볼게요.

이번에는 이렇게 날아가다가

중간에 방향을 좀 꺾을 건데요.

이렇게 위로만 날아가는 게 아니라

수평 방향으로 방향을 좀 꺾을 겁니다.

 

이렇게 수평 방향으로 계속 가속을 하고 있죠.

그러니까 아까랑 좀 다른 변화가 생기는데

보시다시피 이렇게 위로만 발사했을 때는

포물선을 그리면서 다시 떨어졌는데

지금은 이렇게 점점 그 포물선 원의 반경이 커지고 있죠.

 

이런 식으로 하다 보면

원의 반경이 커져서 계속 떨어지지 않고

지구를 돌게 되는 이런 상황이 됩니다.

지구에서는 이 속도가 약 시속 27,000km 정도죠, 저궤도에서.

 

그래서 로켓은 이런 빠른 속도에 도달해야지만

우주로 나갈 수 있기 때문에 엄청나게 많은 연료가 필요한 겁니다.

아무튼 이렇게 빠른 속도를 내기 위해서는

당연히 엄청나게 많은 연료가 필요했는데요.

심지어 이 연료를 태울 산화제까지 필요했기 때문에

이런 연료를 담기 위한 로켓의 무게는

걷잡을 수 없이 커졌고

무게가 무거워지면 더 많은 연료가 필요하고

그러면 또 무게가 무거워지고

그러면 또 더 많은 연료가 필요하고

그럼 무거워지고 연료..

 

아무튼 이렇게 되자 가장 효율적인 방법은

로켓을 다단식으로 만들어서

연료를 다 소모하면 버리는 방법으로

개발이 되게 된 겁니다.

 

이게 굉장한 자원 낭비고

로켓을 일회용으로 사용할 수밖에 없는 비효율적인 방법이었으나

어차피 우주로 나간 로켓을 다시 진입시킬 방법도 없었기 때문에

이 방법이 우주 발사체의 기본 방식이 되어서

아직까지 사용되고 있는 것이죠.

 

근데 슬슬 소름돋게 재미난 얘기를 해드리자면

그런데 최근 이렇게 70년 동안 진전이 없던 로켓의 발사 트렌드가

급격하게 변하기 시작한 겁니다.

바로 스페이스X에서 재사용 로켓을 만든 것이죠.

 

그러니까 날아가면서 연료를 다 사용해서 버려버린 1단 로켓이

다시 지표면으로 돌아와서 착륙을 하는 로켓을 만들어낸 것입니다.

 

이런 사소한 변화로

로켓에 대한 기존의 고정관념이 완전히 바뀔 수 있게 되었는데요.

지금까지는 로켓은 최대한 튼튼하고 내구성이 좋게 만드는 것보다는

최대한 저렴하게 우주까지 날아갈 동안만 버틸 수 있게 만들어왔다는 겁니다.

 

왜냐하면 어차피 일회용으로 쓰고 버릴 로켓인데

최대한 튼튼하게 만들 필요가 없었던 것이죠.

 

하지만 로켓을 재사용할 수 있다면

최대한 튼튼하고 내구성 있게 만든 로켓이

더 경제성이 좋아지고 안정성도 높아진다는 겁니다.

 

그러자 인간을 우주로 보낼 정도로 강력한 추진체도

다시 착륙해서 재사용할 수 있는 현실이 찾아왔고

작년에 펠콘 헤비는 무려 엔진 27개가 달린 현존 최강의 로켓을

다시 지표면에 착륙시켜서 재사용하는

소름 돋는 결과를 만들어 낸 겁니다.

 

스페이스X에 의해서

이렇게 재사용 로켓의 가능성이 확인되자

미국의 수많은 민간 기업뿐만 아니라

여러 국가들에서 재사용 로켓 개발에 뛰어들면서

로켓 발사체의 가격이 엄청난 속도로 저렴해지고 있는 게

현재의 상황입니다.

 

그러자 현재 스페이스X는

민간 화성 여행을 위한 획기적인 기획까지 발표하게 되는데

달에 사람을 착륙시켰던 세턴V보다 2배 이상의 페이로드를 지닌

승객을 200명까지 태울 수 있는 초대형 로켓을 개발해서

화성에 사람을 보낸다는 계획입니다.

 

사실 이 계획도 흥미롭지만, 제가 주목하는 부분은

Earth to Earth인데

바로 재사용이 가능한 로켓을

아예 비행기 대체로 사용하자는 부분입니다.

 

이 방법의 흥미로운 점은

지구 궤도에서 마하22에 달하는 로켓의 속력 덕분에

로켓으로 비행기를 대체하게 되면

서울에서 뉴욕까지 40분 만에 갈 수 있다는 겁니다.

 

이게 가격은 비싸지만

이 정도 속도면

비행기의 1등석 티켓을 대체할 수 있을 것이라는 게

업계의 생각입니다.

 

그리고 이렇게 비행하게 되면

비행 과정 중 자연스럽게 지구 저궤도와 무중력을 체험할 수 있는데요.

만약에 실현만 된다면

그리고 로켓을 재사용해서 하루에 수차례 운항이 가능하다면

충분히 사업성이 있다는 점에서

비글로 에어로 스페이스는

우주 궤도에 호텔을 짓겠다고 하는 등

수많은 민간단체가 이 사업에 뛰어들고 있는 모양새입니다.

 

아마 현재까지 추세라면

돈만 많다면 2022년에는

일반인이 우주여행을 할 수 있게 될 가능성이 상당히 높은데요.

 

만약 저도 그때까지 유튜브가 잘 돼서

우주에 건설된 호텔에서

실시간 스트리밍, 뭐 이런 걸 한 번 할 수 있었으면 좋겠네요.

뭐 그렇게 되면 지구가 평평하다는 사람들은 좀 사라지려나요?