우주로 이어지는 꿈, 우주 엘리베이터의 등장

우주로 이어지는 꿈, 우주 엘리베이터의 등장

 

우주 엘리베이터란 무엇일까 땅에서 바로 달이나 별까지 걸어 올라간다면 어떨까요? 물론 그건 너무 멀겠죠, 그런데 지구에서 우주로 가는 '엄청나게 긴 줄'이 있다면 가능할지도 모릅니다. 바로 ‘우주 엘리베이터’라는 아이디어입니다.엘리베이터라고 하니 아파트에서 타는 그 상자를 떠올릴 텐데요, 여기서는 상자 대신 ‘우주로 향하는 긴 케이블’을 타고 올라가는 장치를 말합니다. 이 케이블은 지구 표면과 하늘 아주 높은 곳, ‘정지궤도 위성’ 정도 높이에 연결됩니다. 정지궤도는 지구에서 약 30000km 이상 이나 떨어져 있습니다. 축구장을 몇 만 개 이어붙인 길이보다도 긴 거리입니다.

원리는 회전하는 지구와 원심력

"그렇게 긴 줄이 어떻게 공중에 서 있을까요?" 하고 궁금하죠?비밀은 지구의 회전에 있습니다. 지구는 하루에 한 바퀴를 돕니다. 그러면서 케이블 끝에 달린 무거운 추 카운터 웨이트가 원심력으로 바깥으로 당겨져, 케이블이 팽팽하게 유지됩니다.비유하자면, 줄에 공을 매달아 빙글빙글 돌리는 것과 같습니다. 줄이 휘청거리지 않고 팽팽해지는 이유, 바로 원심력이죠. 우주 엘리베이터는 이 힘을 이용해 줄을 곧게 세우는 겁니다.

필요한 재료와 기술의 벽

"그럼 줄만 길게 만들면 끝 아닌가요?" 라고 할 수 있습니다. 하지만 문제는 줄의 강도입니다.줄이 3만km이상 이나 되니, 자기 무게만으로도 끊어질 수 있습니다. 그래서 ‘초경량·초강도’ 재료가 필요합니다. 현재 후보 중 하나는 탄소 나노튜브입니다. 거미줄처럼 가볍지만 강철보다 훨씬 튼튼합니다.아직 이런 재료를 3만키로미터 이상의  길이로 만드는 기술은 없습니다. 축구공 하나를 만드는 것도 어렵다는데, 지구와 우주를 잇는 줄이라 참 대담한 꿈입니다.

장점: 싸고 안전한 우주 여행

혹시 로켓 발사 장면 본 적 있나요? 불꽃과 연기로 가득하고, 어마어마한 연료가 필요합니다. 그런데 우주 엘리베이터를 이용하면 전기 모터나 태양광 에너지만으로 위로 올라갈 수 있습니다.비용도 대폭 줄어듭니다. 로켓은 1kg을 올리는 데 수천 달러가 들지만, 엘리베이터는 훨씬 저렴해질 수 있습니다. 게다가 폭발 위험도 줄어들죠. 마치 자동차 대신 전기기차를 타는 것처럼, 조용하고 효율적인 방법입니다.

단점: 자연과 사람의 방해

"그럼 그냥 빨리 만들면 되는 거 아닌가요?" 문제는 자연이 만만치 않다는 겁니다.케이블이 길게 늘어져 있다 보니, 허리케인 같은 강풍, 우주 쓰레기, 운석 충돌에 취약합니다. 또 테러나 군사적 위협도 무시할 수 없습니다. 게다가 지구의 자전 속도와 케이블의 균형이 조금이라도 어긋나면 전체 구조가 무너질 수 있습니다.비유하자면, 하늘 끝까지 올라가는 얇은 탑을 세워놓고 아무 일도 안 생기길 바라는 셈입니다.

가능성: 실험과 계획

일본, 미국, 유럽 등에서 이 아이디어를 실험하고 있습니다. 일본의 시즈오카 대학은 소형 우주 엘리베이터 모형을 국제우주정거장에서 테스트했죠. 아직 성공이라고 하긴 어렵지만, 조금씩 전진하고 있습니다.만약 성공한다면, 인류는 매일 우주로 화물과 사람을 ‘엘리베이터 타듯’ 보낼 수 있는 시대를 맞게 됩니다. 그 순간은 영화보다 더 멋질 겁니다.

오늘의 정리

우주 엘리베이터가 실제로 완성되면, 로켓 산업은 어떻게 변할까요?이런 거대한 구조물을 지구 어디에 세워야 안전할까요?
강도와 안전성을 위해 어떤 새로운 재료가 필요할까요?다음엔 이런 궁금증들을 풀어보닌 시간도 갖겠습니다.