[이동호의 미래세상] 우주여행은 실제 언제쯤 가능할까?(하편)
[이동호의 미래세상] 우주여행은 실제 언제쯤 가능할까?(하편)
  • 이동호 월드코리안신문 명예기자
  • 승인 2019.11.11 10:15
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우주에서 본 지구의 모습[사진=NASA]
우주에서 본 지구의 모습[사진=NASA]

루나 게이트웨이(달 궤도 국제우주정거장) 구축 사업

달 궤도 국제우주정거장(ISS)은 본체 길이 88m, 태양전지판 길이 108m, 축구장 2개를 합쳐 놓은 규모의 크기다. 최초의 실험용 모듈인 미국 NASA의 데스티니 모듈(Destiny Module), 유럽 ESA의 콜럼버스 모듈(Columbus Module), 일본 JAXA의 키보 모듈(Kibo Module) 등 우주실험실 6개가 갖춰져 있다. 현재도 미세중력실험, 생명과학, 우주과학, 지구과학, 약학 등 90종이 넘는 우주실험이 진행되고 있다. ISS에서 수행된 실험은 총 2082가지에 이른다. 이를 위해 28개국 과학자 962명이 참여했으며, 학술지에 게재된 논문만 무려 1341개, 우주과학 기술 관련 학회 발표 논문은 418개에 달한다. 수없이 많은 과학적 성과를 이뤄내기까지 지구에서 자그마치 5만6837kg의 실험재료를 ISS로 올려보냈다.

우주인 4명이 최대 30일간 거주할 수 있는 달 궤도 국제우주정거장 '루나 게이트웨이' 구축 작업은 보잉, 록히드마틴, 비글로 에어로스페이스, 시에라네바다 코퍼레이션(SNC) 등 NASA와 '우주 탐사를 위한 차세대 기술 개발 파트너십(NEXTstep·넥스트스텝)'을 맺은 민간기업을 중심으로 추진된다. 록히드마틴이 루나 게이트웨이를 구성하는 유인 우주왕복선 '오리온' 제작을 맡았고, 비글로 에어로스페이스는 우주인 거주 모듈(우주정거장 구성단위)을 개발하고 있다. 이런 가운데 미국이 50년 만에 재개하는 유인(有人) 달 탐사 임무를 애초 2028년에서 2024년으로 앞당기면서 민간 참여는 더 늘어날 것으로 보인다. 본래 NASA는 자체 개발한 대형 우주발사체 '스페이스 론치 시스템(SLS)'으로 내년 6월 사람을 태우지 않은 우주왕복선 '오리온'을 시험 발사하는 임무를 추진할 예정이었다. 하지만 SLS 제작 지연으로 비용이 늘어난 상황에서 본 발사 시기까지 앞당겨지며 상대적으로 가격이 저렴한 민간 로켓 사용으로 무게중심을 놓고 이동한 상태다. 현재 달 너머로 유인 우주선을 쏘아 올릴 수 있는 민간 대형 로켓 가운데 재사용이 가능한 것은 스페이스X의 '팰컨 헤비'가 유일하다.

아마존 CEO 제프 베이조스가 사람이 사는 달을 만든다

제프 베이조스는 우주 탐사·발사체 회사 블루오리진의 창업자이자 CEO이기도 하다. 그는 올해 5월 블루오리진의 우주 사업 설명회에서 달은 지구에 비교해 중력이 작아서 우주에서 제조업을 운영하기에 적합하다고 강조했다. 그는 "블루문이 2024년까지 달의 남쪽 극점인 얼음층에 착륙해 탐사할 계획이다. 화물을 최대 3.6t까지 달 표면에 운반할 수 있으며 우주비행사도 탑승할 수 있게 할 예정이고 자율주행 차량(달 표면 탐사용 차량) 4대가 실린다"고 덧붙였다. 그는 연이은 설명에서 "우리는 새로운 엔진이 필요하다"며 블루오리진에서 개발 중인 차세대 로켓엔진 BE-7을 공개했다. 그는 "이 엔진은 올여름 첫 시험 발사될 예정이다. 부품은 주로 3D 프린팅 방식으로 만든다"고 말했다. 3D 프린터로 주요 부품을 만드는 것은 향후 우주정착촌 건설 시 현지 제조업을 염두에 둔 발언이다. 그는 "달에서 자원을 확보하는 데는 지구보다 비용이 24배 덜 든다"고 강조했다. 베이조스는 자신이 다섯 살 때부터 우주 탐사와 우주기지 건설을 계획했으며, 세계 최대 전자상거래 및 클라우드 기업 아마존은 이를 위한 보험이었다고 밝힌 바 있다. 매년 아마존 주식을 팔아 개인 자산 10억달러를 블루오리진에 쏟아붓고 있다. 베이조스 CEO가 밝힌 달 빌리지는 우주개발을 위한 전초기지와 중공업 시설을 건설한 뒤 필요한 사람만 상주하는 방식이다. 극한 환경인 달에 어떻게 인간이 살 수 있는 시설을 만들 수 있을까? 유럽우주항공국(ESA)는 월면토를 복제한 토양을 만든 뒤 3D 프린터를 활용해 건물을 짓는 연구를 하고 있다. NASA가 뉴 스페이스에 발표한 논문에 따르면 3D 프린터와 비글로 에어로스페이스가 개발한 우주 거주 모듈을 활용하면 5년 이내에 10여 명이 약 1년간 체류할 수 있는 달 기지 건설이 가능할 전망이다. 2030년 이후에는 100여 명이 자급자족할 수 있는 시설도 지을 수 있다. 빌 게이츠 재단이 펀딩한 파랑 전환조치의 화장실 기술을 적용하면 배설물을 퇴비로 바꿔 달에서 농작물을 기를 수도 있다. 달에 태양광 토론자를 설치해 에너지를 생산한다면 지구에 만든 태양광발전소보다 많은 양의 전기를 만들어 낼 수 있다. 달은 지구보다 작지만 대기가 없어 달 표면에 쏟아지는 태양에너지 양은 지구의 10배나 될 정도로 많은 것으로 알려져 있다. 이런 기술을 활용하면 달에 중공업 기지를 건설하겠다는 베이조스의 생각이 현실이 될 수 있다.

대기가 없는 달에서는 로켓 발사 때 공기저항을 거의 받지 않아 적은 연료로 우주선을 우주로 보내는 데 유리하다. 달을 거쳐 화성을 향하는 것이 지구에서 곧바로 화성을 가는 것보다 유리한 만큼 달에 로켓 발사대를 만들면 화성 이주를 위한 전초기지로 유용하게 활용할 수 있다. NASA 연구진이 분석한 달 탐사 비용에 관하여 7년 내 단 100억달러(약 12조원)에 달에 인류거주지를 만들 수 있다고 주장했다. 그러나 지난해 5월 국제우주개발회의(ICC)에 참석한 제프 베이조스 아마존 CEO는 아마존 주식 1.2조원을 매각해 인간이 살 수 있는 마을(Village)을 5년 이내에 달에 건설하겠다고 밝혔다. 그러나 사람이 사는 달을 만들려는 달 식민지화에는 많은 난관이 가로 놓여 있다. 대기가 없는 달은 거의 완벽한 진공 상태다. 따라서 태양풍, 우주 방사선, 태양과 우주에서 날아오는 고에너지 입자에 그대로 노출될 수밖에 없다. 공기가 없기 때문에 운석이나 소행성이 달로 향하면 대기 중에서 소멸하지 않고 그대로 땅에 떨어진다. 달에 건물을 지었다가 운석을 맞으면 큰 사고로 이어질 수 있다. 그다음으로 극한 환경이다. 기온 역시 적도를 기준으로 110도까지 올랐다가 영하 170도까지 떨어지는 등 편차가 심하다. 반면 화성은 지구처럼 대기가 존재하고 중력도 지구와 비슷하다. 물과 얼음 흔적이 발견된 만큼 화성은 인류가 거주하기에 가장 유리한 조건을 갖추고 있다. 그럼에도 달에 거주지를 건설하려는 것은 지구에서 아주 멀리 떨어진 심우주 탐사를 위한 기지 역할을 할 수 있기 때문이다. 지구에서 우주로 보내는 발사체 에너지 중 90%가 지구 중력을 뚫기 위한 추진체로 사용된다. 달로 발사체를 보낸 뒤 그곳에서 연료를 채워 다시 발사하면 더 먼 우주로 더 많은 장비와 사람을 실어 보낼 수 있다. 따라서 대기가 없는 달에서는 로켓 발사 때 공기저항을 거의 받지 않아 작은 연료로 우주선을 우주로 보내는 데 유리하다. 달을 거쳐 화성으로 향하는 것이 지구에서 곧바로 화성을 가는 것보다 유리한 만큼 달에 로켓 발사대를 만들면 화성 이주를 위한 전초기지로 유용하게 활용 가능한 것이다. 지구에서 달까지 도달하는 데 하루나 이틀 정도 걸리면 되지만 지구에서 화성까지는 6개월이 걸린다. 왜 사람이 사는 달을 식민지화하는 게 필요한 이유다.

일론 머스크의 화성식민지 건설

전기차 제조업체 테슬라, 민간 우주항공 사업체 스페이스X 등의 CEO 일론 머스크의 우주 진출에 대한 대표적 사업이 화성 이주 프로젝트이다. 그의 계획은 2024년에 승객을 태워 화성으로 여행을 떠나고 50년 내에는 100만명을 이주시키겠다는 포부를 밝힌 바 있다. 본인의 화성식민지 건설에 대한 확신과 의지가 확고하여 시일이 늦어질 수는 있으나 계획 자체가 무산되는 사태는 없을 것으로 판단된다. 그래서 과연 화성 이주 계획은 어디까지 진행되었으며 과연 2050년쯤에는 인간이 화성에서 거주하고 있는지 따져보고자 한다. 화성은 지구보다 평균온도가 현저히 낮다. 최저온도는 영하 143도 최고는 영상 35도로 평균온도가 영하 63도 정도다. 화성의 남극에 두꺼운 얼음층이 있는 것으로 알려졌다. 그리고 화성은 지구처럼 대기가 존재하고 중력도 지구와 비슷하다. 물과 얼음 흔적이 발견된 만큼 화성은 인류가 거주하기에 제일 유리한 조건을 갖추고 있다고 봐야 한다. 그러나 현재의 화성의 환경으로는 사람이 살 수 있는 환경이 아니다. 그래서 화성을 지구환경과 비슷하게 만드는 방법에 대한 화두가 먼저 이야기되어야 한다. 2015년 일론 머스크는 이를 해결하기 위해 화성을 핵무기로 공격, 열에너지로 화성의 얼음층을 녹여 사람이 살 수 있는 대지로 만들자고 주장을 한 적이 있다. 이 방법은 극지방 얼음 속에 갇힌 이산화탄소를 빠르게 방출하는 효과가 있다고 언급했다. 그는 또 다른 방법을 거론했다. 화성에 수천 개의 태양 반사판 위성을 설치한다면 화성 온도가 올라갈 것이란 거다. 핵무기를 발사한다는 방법보다는 훨씬 합리적이라는 생각이 든다. 스페이스X는 화성에서 물과 자원을 채굴하기 위해 움직이고 있다. 오는 2022년까지 우주선을 보내 초기 설비를 완료하겠다는 계획이다. 이후에도 유인 우주선과 화물 우주선을 연달아 보내 화성 기지를 확장할 계획이다. 머스크가 화성 착륙에 성공하면 곧바로 기지 건설에 착수할 것이라고 공표한 만큼 착륙만 한다면 곧바로 기지 건설에 돌입하게 될 것이다.

올해 8월27일 100명이 탑승할 유인 우주선 스타십(Starship)의 테스트 모델 스타홉퍼(Starhopper)가 발사 테스트에 성공했다. 성공하기까지 지상 발사, 비행 실험을 했지만, 매번 실패했고 성공한 건 이번이 처음이다. 머스크는 트위터를 통해 "스타홉퍼의 비행은 성공적이었다"라면서 자축했다. 연이어서 올해 9월29일 스페이스X는 달과 화성으로 발사하기 위해 고안된 유인 우주선 스타십의 프로토타입을 공개했다. 머스크는 전날밤 텍사스주 보카치카에서 진행된 행사에서 스타십의 시제품을 공개하며 "1~2개월 내에 사람이 탑승하지 않은 스타십 우주선의 시제품을 발사해 12마일(19.31km) 고도의 상공까지 갔다가 돌아오도록 할 예정"이라고 밝혔다. "스타십 MK1의 시험 비행이 성공하면 지구 궤도로 올라갈 MK3 모델은 70m의 대형 로켓 '슈퍼헤비(Super Heavy)' 위에 설치될 것"이라고 했다. "스타십은 화성뿐 아니라 민간인이 갈 수 있는 태양계 행성으로 우주 여행객을 태우고 갈 계획이다"라고 발표했다. 이어 "목표는 우주여행을 항공 여행처럼 만드는 것"이라며 "우리는 실제로 물리적으로 가능한 것의 문턱에 와 있다"고 말했다. 그러나 앞으로 이 우주선의 시장성을 어디에서 확보할지가 관건이 된다. 머스크는 "일단 스타십이 스페이스X의 스타링크 위성 탑재에 이용될 수 있으며 인터넷 서비스 구축에 사용될 수 있다"고 말했다. "스타십 1기에 약 400개의 스타링크 위성을 실을 수 있다. 이와 함께 스타십을 이용해 30분 안에 뉴욕과 도쿄를 여행하는 방법을 계속 연구하고 있다"고 밝혔다. 다만 이는 대륙간탄도미사일(ICBM) 내부에 승객을 태운다는 것과 마찬가지라 승객의 안전성을 어떻게 확보할지가 과제로 남아 있다. 그리고 대기가 부족해 밤중에 표면 온도가 영하 200도까지 떨어지는 달과 화성에서 식민지 건설을 위해서는 최소 소형 원자로 등을 탑재한 로봇과 엔진장치가 필요하지만, 이 경우 핵물질을 우주로 반출하지 않기로 한 우주협약에 제약을 받는 등 넘어야 할 문제가 여전히 많다. 이런데도 일론 머스크의 화성 관련 계획에 대해 회의적인 시각이 많다. 제프 베이조스 아마존 CEO의 말처럼 "달 탐사를 건너뛴 화성 탐사는 환상일 뿐"일 수도 있다. 하지만 머스크가 민간기업 최초로 우주 탐사선 발사에 성공했듯 우주 도시 건설의 주인공이 될지도 모를 일이다.

'달 탐사의 꿈' 한국은 벌써 세 번째나 수정하고 있다

2020년 12월로 예정됐던 한국형 달 궤도선 발사가 2022년 7월로 19개월 연기됐다. 2012년 이후 달 궤도선 발사 계획이 바뀐 것은 이번까지 네 번째로 새로 설정한 '2022년 궤도선 발사' 목표의 실현 가능성도 미지수라는 게 과학계의 지적이다. 이렇게 지연되는 이유는 기술적 문제인 것으로 알려졌다. 한국항공우주연구원의 기술력에 문제가 많다는 이야기다. 하고많은 날 내부 이견으로 충돌하면서 통일된 의견을 내지 못하는 데서 한국의 과학 수준이 퇴행하는 길에 서 있는 것이다. 2년 새 두 차례나 연기된 한국형 달 궤도선 발사는 연구과제를 둘러싼 연구자들 간 갈등과 정권이 바뀔 때마다 무리하게 요동치는 달 탐사 계획 등 한국 정부의 우주개발 계획이 얼마나 허술한지를 보여 준다. 2007년 노무현정부 당시 과학기술부는 달 궤도선을 2017년부터 개발해 2020년 발사하고 달 착륙선은 2021년부터 개발해 2025년 쏜다는 계획을 세웠다. 하지만 박근혜정부 미래창조과학부는 달 궤도선 발사를 2017~2018년, 착륙선 발사를 2020년으로 계획을 5년 정도씩 앞당기도록 수정했다. 문재인정부가 들어선 뒤에는 지난해에 이어 이번까지 달 궤도선 발사 시점을 두 차례나 연기했다.

이렇게 우리나라가 우주 탐사와 개발에 지지부진하고 있는 까닭은 우선 나라 리더의 생각이 미래 지향적이 아니고 과거 지향적으로 편중되어 있고 따라서 우주 정책의 중요성에서 우선순위에서 밀리는 관계로 우주 탐사 활동을 효과적으로 연속성 있게 추진하기 힘들기 때문이다. 또한, 미국 항공우주국(NASA)이나 미국의 범부처 우주 정책을 총괄하는 백악관 산하 기구 미국 국가우주위원회(NSC)처럼 독립적으로 우주개발과 관련된 정책 추진을 전담하는 조직이 한국에는 없기 때문이다. 아울러 우주 정책이 전문가들의 의견을 충분히 반영하지 못하고 일부 정부 관계자에 의해 독단적으로 결정되는지는 아닌지 살펴볼 일이다. 우주 활동은 국방, 공공 안전, 외교, 경제 성장뿐 아니라 과학기술 연구와 국가적 자부심에도 막대한 영향을 미친다. 따라서 해당 조직이 우주 정책 결정 과정에서 모든 분야 관계자와 소통하고 이들을 대변해 주어야 옳은 우주 정책이 나올 수 있다. 이를 반증하는 것으로 미국을 중심으로 달 궤도에 국제우주정거장(ISS)을 건설하는 '루나 게이트웨이' 사업에 최근 한국이 참여 의사를 밝혔지만, 설계안이나 예산 규모 등 구체적인 계획 없이 포괄적으로 제시한 아이디어만으로는 국제 협력을 성사시키기가 어렵다는 것을 알아야 한다. 그리고 우주 협력은 정치적 상황을 거슬려 우주 협력이 이뤄지긴 힘들다. 더욱이 한미 간에는 '한미 미사일 지침'에 따라 군용 로켓뿐 아니라 연구용 우주발사체 개발에까지 고체연료 사용을 금지하는 등 평화적 사용을 전제한 제약 조건이 명시돼 있다. 우리는 우주를 탐사하는 어려운 과정을 극복하는 과정에서 지구에서의 삶에 유용하게 활용할 수 있는 지식과 기술을 얻을 수 있다. 더 나아가 달이 지구 경제 중 일부가 된다면 달 자원을 이용해 지속할 수 있는 우주 활동이 가능해진다. 여기서 다시 한번 1969년 7월20일 아폴로 11호 우주인들이 달에 첫발을 내디뎠던 역사적인 날에 텔레비전으로 생중계 방송을 지켜보면서 느낀 아름다운 지구의 모습에 환호의 감동이 50년이라는 세월이 흘렀건만 지금도 생생하게 기억에 남아 있다. 이제 우리나라도 우주에 관심을 가질 수 있는 국력을 지니게 되었다. 달나라를 그냥 바라만 보고 있을 나라가 아니지 않은가?

우주 시대에 우리의 신체 건강은 문제 없는가?

돈만 있다면 우주 관광을 경험할 수 있는 시대가 도래했다. 하지만 우주 관광이 황홀한 순간만을 제공하는 것은 아니다. 고에너지 방사선에 노출되고 무중력 상태에 오래 있다 보면 몸에 이상 반응이 나타날 수도 있다. 무중력 상태에서 대소변을 처리하는 일도 쉽지 않다. 동물시험 결과 우주에서 날아오는 방사성 입자에 노출되면 암, 심장질환 등에 걸릴 확률이 높아지는 것으로 조사됐다. 다만 우주방사선 노출 시간이 짧다면 크게 문제 되지 않는 것으로 나타났다. 우주비행사들의 사망률과 암 발생률은 미국 운동선수들과 비교 조사한 결과는 차이가 없는 것으로 나타났다. 우주비행사들은 일반인보다 오래 살았고 암에 걸리는 확률도 낮았다. 국제우주정거장(ISS)에서 6개월가량 체류한 우주인 23명을 대상으로 혈액을 채취해 항체를 생산하는 'B세포'를 조사한 결과 큰 변화가 없었다. 로켓에 탑승해 우주로 나가면 지구 중력의 4배를 버터야 하는데 이는 일반인도 충분히 견딜 수 있는 수준이다. 그러나 사람에 따라서 무중력 상태에서 몸의 위치, 평형 상태 등 감각을 중추로 전달하는 '전정기관'은 기능을 상실해 어지럼증, 구토 등 증상을 일으킬 수 있다. 그리고 달 탐사나 화성 이주 등 우주에 있는 시간이 길어지면 방사선 피폭량이 지금보다 50~100배 늘어날 수 있다. 오랜 시간 방사선에 노출되면 결과가 달라질 수 있다. 스페이스X는 6일 동안 달 궤도를 한 바퀴 도는 우주 관광을 추진하고 있다. 관광시간이 길어지면 대변을 볼 때 어려움에 부닥칠 수 있다. 중력이 없는 곳에서 대변을 보면 사방으로 퍼져 나간다. ISS에서 생활하는 우주인들은 '팬'을 이용해 공기를 빨아들이는 변기를 사용한다. 대변을 보는 도중 변기와 엉덩이 사이에 틈이 생기면 눈앞에 대변이 둥둥 떠다니는 대참사가 발생할 수 있다. 우주인들은 ISS에서 대소변 처리에 문제가 없으면 "우주에 적응했다"고 농담한다고 한다. 이 밖에 체계적인 훈련을 받지 않은 일반인은 작은 우주선 안에서 수 시간 동안 갇혀 있을 때 심리적인 압박을 느껴 폐소공포증 증상을 보일 수 있다. 각자의 신체 조건에 따라 우주에서의 적응도는 다르게 나타날 수밖에 없다. 우주 여행비가 1억원 시대가 온다면 전 세계에서 나설 사람들이 많아 대중화될 것이 분명하다. 우리가 이런 시대에 살고 있다는 게 실감이 나지 않는 것은 나이 탓일까? 이번 옥타(OKTA) 미국 서부 캐년시리즈 5박6일 여행 중 세도나에서 일몰에 나타난 띠를 두른 행성의 정체는 무엇일까? 이에 대해 답을 주는 누구도 나타나지 않고 있다. 분명히 팩트(FACT)인데...

필자소개
월드코리안신문 명예기자
중국 쑤저우한국상회 고문
중국 쑤저우인산국제무역공사동사장
WORLD OKTA 쑤저우지회 고문
세계한인무역협회 14통상위원장



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