지식보관소_ NASA의 정신나간 상남자 프로젝트. 오리온 프로젝트

 

 

이런 강력한 핵폭탄 그 자체를 에너지원으로 활용하자는

미친 아이디어가 등장하기 시작합니다.

 

 

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세계 2차 대전에서 히로시마에 떨어졌던 원자폭탄, 리틀보이로 인해서

핵무기의 강력한 위력을 전 세계가 알게 되었습니다.

약 TNT 15kt에 맞먹는 화력을 지녔던 이 강력한 폭탄으로 인해서

일본은 연합군에 항복을 선언합니다.

 

인류의 역사에 갑자기 등장한 핵무기 덕분에

전쟁의 양상은 180도 달라졌습니다.

폭발력에서 말하는 단위는

TNT 폭탄에 사용되는 화약

트리니티 로톨루엔이 폭발할 때 나오는 에너지량이며

리틀보이는

TNT 1만 5천 톤이 폭발할 때의 위력이 나왔다는 것입니다.

 

이런 압도적으로 강력한 비대칭 전력으로 인해서

강대국들은 상대방과 비슷한 화력의 핵무기를 보유하면서

“네가 나를 때리면 나도 아프지만 너도 죽을 거”라는 그런 공포로

군사력의 균형을 맞춰왔고,

강력한 핵폭탄인 차르봄바까지 등장하게 됩니다.

 

차르봄바의 위력은 무려 TNT 50메가톤에 달하고,

이는 히로시마에서 떨어졌던 리틀보이보다 거의 3500배에 달하는

상상을 초월한 위력이었습니다.

이 에너지는 무려 2.1x10^12승W로

폭발 시 발생하는 순간적인 에너지량은 2.1kw짜리 에어컨을

최대 성능으로 10^9시간을 돌릴 때

에너지가 발생했다는 의미입니다.

 

핵에너지가 이렇게 강하다 보니

인류는 이 강력한 에너지를 사용할 방법을 찾게 되고

그중 실제로 유용하게 사용하고 있는 것이 원자력 발전소입니다.

 

핵분열 에너지에서 나오는 강력한 에너지 덕분에

우리는 전기 에너지를 충분히 사용할 수가 있게 된 것입니다.

 

하지만 과학자들의 욕심은 여기에서 멈추지 않았고

핵폭탄 1개가 순식간에 내는 에너지량은

원자력 발전소 한 달 생산량에 맞먹었기 때문에

이런 강력한 핵폭탄 그 자체를 에너지원으로 활용하자는

미친 아이디어가 등장하기 시작합니다.

 

바로 핵폭탄을 이용해서 우주여행과 항성간 여행을 할 수 있는

우주선을 만들겠다는 오리온 프로젝트였죠.

 

오리온 프로젝트는

우주에서 핵폭탄을 폭발시켜서

그 추진력으로 우주를 여행하겠다는

정말로 제정신으로 계획한 게 맞나 싶은

상남자 같은 프로젝트였습니다.

 

심지어 이 계획을 추진하던 기관은 미국의 나사였죠.

하지만 우주여행에서 얼마나 많은 에너지가 필요한지를 생각하면

이런 아이디어가 나온 이유가

짐작이 되기는 합니다.

 

우주에서는 조금만 가속해도 계속해서 앞으로 나가기 때문에

많은 에너지가 필요 없다고 오해하는 경우가 잦은데

그건 아무런 중력이 없는 우주 공간에서의 이야기이고

지구와 태양의 중력을 이기기 위해서는

어마어마한 속도 변화가 필요합니다.

 

화성으로 가려고 해도

지구 궤도에서 궤도 고점을 높여서

화성에 닿는 궤도를 달성해야 되고

이를 위해 필요한 속도를 델타V라고 합니다.

 

슈퍼카는 일명 제로백이라고 하는 용어로

3초 만에 100km/h의 속도에 달성하면

굉장한 능력으로 이야기를 하지만

화성에 닿기 위해 요구가 되는 속도는

초속 단위이기 때문에 굳이 시속으로 고쳐 쓰자면

10만km/h에 육박합니다.

 

우주선에 이만큼의 속도 변화가 필요하기 때문에

지구 저궤도에 100t을 보낸다고 하더라도

화성까지는 20t밖에 보내지를 못하는 것입니다.

80t 이상은 전부 다 델타V를 달성하기 위한 에너지원으로 사용이 됩니다.

 

오리온 프로젝트는

우주선 뒤에서 핵폭탄을 폭발시켜서

그 에너지로 우주여행에 필요한

요구 속도를 달성한다는 계획입니다.

 

핵폭탄의 효율은

인류가 만든 그 어떤 에너지원보다 강력하기 때문에

이론상 크기가 거대하고

핵무기 폭발력을 견딜 수가 있다면

광속의 1%가 넘는 속도도 달성할 수가 있습니다.

 

이론상 가장 강력한 우주여행 방법이었던 오리온 프로젝트는

1950년대에 시작돼서 60년대 중반에 취소가 됩니다.

 

취소가 된 이유는

몇 가지 사소한 이유들로

지구 궤도에서 핵폭탄이 불발이 나면

-지상으로 핵폭탄이 그대로 떨어질 수가 있는 그런 사소한 문제나

-궤도에서 폭발할 때 우주선도 같이 폭발할 수 있는 그런 문제들이나

-로켓이 발사시에 폭발하게 된다면

그대로 핵폭탄이 지상에서 폭발한 것과 동일한 효과를 줄 수 있는

이러한 피해를 입을 수 있는 이런 현실적인 문제들로 인해서

결국은 이 프로젝트가 중단이 되게 된 것이죠.

 

그러면 이런 현실적인 문제들을 고려하지 않는다면

이 프로젝트가 가능은 한 것일까요?

 

일단 지상에서 핵폭탄을 터뜨릴 수는 없기 때문에

대기권까지는 전통적인 방법으로 배달해야 할 텐데

대기권 밖에서 궤도를 만드는 과정에서

1차적인 문제가 있습니다.

 

대기권 돌파를 제외하면

지구 궤도에 진입하는 것은

우주여행에서 가장 에너지 소모가 많은 부분으로

로켓에서 많은 비추력을 가진 진공엔진을 이용해서

궤도 속도를 달성합니다.

 

이 단계에서는 적절한 시간 내에 필요한 추력을 달성하지 않으면

궤도를 달성하는 데 실패하고, 지상으로 추락을 하기 때문에

굉장히 빠르고 정교하게 컨트롤이 되어야 합니다.

 

하지만 만약 이 과정에서

연료로 사용되는 핵폭탄의 폭발이

후미에 있는 정중앙에서 폭발을 하지 않거나

우주선이 자세 제어에 실패를 하게 되면

그냥 핵폭탄이 지구로 떨어지게 되는 것입니다.

궤도 달성 이후에 실패하는 것과는

차원이 다른 리스크인 셈이죠.

 

그리고 궤도 진입 이후에도

행성간 여행에서 계속되는 핵폭탄의 폭발 충격을

우주선이 견뎌내야 합니다.

최대한 효율적으로 에너지를 사용하려면

핵폭탄이 우주선에서 가까운 곳에서 폭발할수록 효율적인데

우주선의 내구성 자체도 문제고

자기가 탄 우주선 바로 옆에서 계속해서 핵폭탄이 터지고 있다는 사실을

편안하게 생각할 사람도

많지 않을 것으로 생각이 됩니다.

 

그럼에도 불구하고 이런 몇 가지 문제만 해결이 되면

이론적으로 가장 적은 연료 무게로

우주를 비행할 수 있는 방법이긴 합니다.

 

그런데 모든 기술적인 어려움이 해결이 됐다고 하더라도

핵 확산 금지 조약과 우주의 평화적 이용이라는 전제에서 위배되기 때문에

현실적으로 다시 프로젝트가 추진될 것 같지는 않지만

개인적으로는 솔라세일 같은 여성적인 방법보다

상남자 같은 핵 펄스 추진 로켓이 더 간지가 하지 않나 싶어서

소개하게 되었습니다.

 

그리고 참고로 핵 엔진이라고 하면

주로 핵 열 추진 엔진을 얘기하는 것이기 때문에

“이거는 내가 알고 있던 핵 엔진이랑은 이야기가 좀 다른데” 라고

이야기를 하시면 안 됩니다.

20,000km/s 이상의 속도를 낼 수 있는

다른 아이디어들도 많이 나왔으면 좋겠습니다.

그럼 이만.