기술의 발전으로 꿈에서나 가능했던 화성탐사, 우주탐사 등의 야망을 현실화할 수 있는 조건을 갖출 수 있게 됐다. 한 가지 문제는 거주지다. 사람이 우주에서 살려면 우주 환경에 적합한 거주지가 필요한데 무겁고 부피가 큰 구조물은 쏘아 올리기가 힘들다. 문제를 해결하기 위해 고안된 게 팽창이 가능한 집이다. 응축된 상태로 발사해 우주에 있을 때 팽창하는 구조물을 통해 비글로우주항공산업은 이런 문제를 해결하고자 했다. 관련 내용을 CNN이 지난 5월 5일에 보도했다.

공상과학영화에서 우주 거주지는 미로 같은 배치로 이루어진 거대한 건축물로 나온다. 하지만 할리우드는 실제 항공우주 공학자가 미래 우주 거주지를 설계할 때 맞닥뜨리는 중력이나 경제적 제약 같은 문제를 다루지 않는다.

비글로 항공우주산업(Bigelow Aerospace)의 창업자인 로버트 비글로(Robert Bigelow)는 “중력이 가장 심각한 문제다.”라고 말했다. 농담으로 하는 말이 아니다.

미항공우주국(NASA)은 1990년대 기술로 국제 우주 정거장을 만든다면 1000억 달러 이상이 들고 115번 이상 우주와 지구를 왔다 갔다 해야 할 것으로 봤다. 정거장은 지구로부터 250마일 떨어져 있는데 저(低)지구 궤도라고 알려진 곳에 위치해 있다. 우주항공학의 관점에서는 비교적 가까운 거리다. 우리가 만약 화성에서 살고자 한다면 무슨 일이 일어날까?

NASA의 첨단탐사시스템부서(Advanced Exploration Systems Division) 책임자 제이슨 크루산(Jason Crusan)은 오늘날 우주 정거장을 다시 지으려고 한다면 “매우 작게” 만들어야 한다고 말했다. 크기가 작아야 발사를 할 때 비용이 적게 들기 때문이다.

비용은 과학자들이 팽창이 가능한 우주 거주지를 만들려고 하는 이유다. 딱딱한 금속 구조물을 만드는 것보다 응축된 상태에서 발사해 우주에서 팽창이 가능한 신축성 있는 건축물을 만들려는 시도가 이어지고 있다. 비글로는 구조물의 무게가 감소하고 부피가 작아진다면 발사하기도 쉽고 비용도 절감될 수 있을 것이라 말했다.

확장 가능한 구조물 만들기

비글로사의 팽창활동모듈(Expandable Activity Module, BEAM) 우리에서 원래 크기의 4배로 커지도록 설계됐다. 회사는 최근 원형을 제공했는데 발사에 1780만 달러가 들었다. BEAM이 팽창한다면 지구를 공전하고 있는 연구소에 침실 정도 크기의 방을 제공해줄 수 있을 것으로 보인다. 모듈은 우주정거장에 2년 동안 부착되어 가혹한 우주 환경에 얼마나 잘 버티는지 시험단계를 거친다.

비글로는 모듈의 성과에 모두의 시선이 고정되어 있는 것을 알고 있다. 시험이 이루어지는 동안 NASA는 BEAM의 모듈이 얼마나 구조적으로 완전한 상태에 있는지 주의를 기울일 것이다. 모듈에 사용된 소모품은 금속 부품보다 단단하지는 않더라도 그 수준으로는 내구성을 갖추고 있어야 한다.

비글로는 모듈을 만드는 데 사용된 특허 물질에 대해 입을 열지 않고 있다. 비글로는 CNN에 모듈이 타이어나 고무 제품의 강도를 높일 때 사용되는 케블러(Kevlar) 같은 물질이 사용된 여러 층으로 이루어져 있고 예상외로 튼튼하다고 말한 적 있다. 비글로는 “모듈은 다층 구조를 하고 있고 어떤 것이 바깥층과 부딪힌다면 파열되고 부서질 것이다.”라고 말했다.

우주비행사들은 BEAM에 몇 달마다 들어가 온도, 압력, 방사선 센서 등을 평가하고 관찰할 예정이다. 우주에서 팽창이 가능한 거주지에 처음 발을 딛는 순간이 된다. 만약 모듈이 잘 작동한다면 우주 탐사의 미래에 매우 중요한 역할을 맡게 될 것이다. 비글로는 “달의 우주 정거장이나 다른 우주 기지를 만드는 과정에도 참가하고 싶다.”며 “언젠가는 화성 개발에도 도움을 줄지 모른다.”고 말했다.

NASA는 비글로가 우주에 관심을 갖기 오래 전에 이미 팽창이 가능한 거주지의 기술적 장점을 알고 있었다. 팽창이 가능한 기기인 에코1(Echo 1)이 1960년에 발사됐다. 내구성이 우주 탐사 활동에 적합할 때까지는 시간이 어느 정도 걸렸다.

1990년대에 NASA는 트랜스하브(TransHab)라는 프로젝트를 실시하고 유인 화성 탐사에 사용될 거주 구역을 설계했다. 하지만 항공우주국이 2000년에 프로그램을 폐지해서 트랜스하브는 지상 시험 단계를 넘지 못했다.

비글로는 트랜스하브를 연구할 때 사용된 기술을 허가받고 발전시켰다. 2006년과 2007년 제네시스 1호와 2호를 발사하며 팽창 및 발사 시스템이 작동될 수 있다는 것을 보였다,

비글로의 팽창 가능한 거주지는 고도 137km에서 3,219km 사이 구간을 의미하는 저지구 궤도에서만 오직 시험 가동됐다. 하지만 나사의 크루산은 비글로의 구조물이 멀리까지 갈 수 있는 미래 우주 여행에 큰 역할을 할 것이라 봤다. 크루산은 “이 거주지가 우리의 전반적인 화성 탐사에 쏟은 노력을 실행하는 데 필수적이다.”라고 말했다.

하지만 먼 우주에 인간을 보낼 거주지는 이제껏 봐왔던 모습과는 많이 다를 것으로 보인다. 크루산은 “예전에 우리는 거주지를 정거장으로만 생각했다.”며 “미래에 있을 우주 거주지는 지정된 목적지까지 데려다 줄 추진 엔진도 장착하고 있을 것이다.”라고 말했다.

결국 다시 크게 문제로 돌아온다. 크루산은 “어떤 것이 무거울수록 태양계에서는 작동하기가 힘들어진다.”라고 말했다. 국제 우주 정거장의 부피는 침실 6개 정도다. NASA에 따르면 4명의 우주 비행사를 화성에 보내고자 한다면 요구되는 넓이는 금의 3배에서 4배에 이른다.

비글로사 이외에도 우주 거주지 산업에 뛰어든 회사는 많다. 상업 공업을 위한 나사의 주된 기금 프로그램인 넥스트스텝(NextSTEP)은 보잉, 록히드 마틴, 오비탈ATK(Orbital ATK)와 우주 거주지를 위한 설계 개발을 위해 계약을 맺고 있다.

NASA는 상업 공에 14개월 간 6,500만 달러를 투자한다는 계획이다. 또한 내부적으로 5,000만 달러 이상을 사람을 우주 공간으로 보낼 때 고려해야 하는 요소인 생명유지장치, 방사능보호장치, 군수관리에 사용할 예정이다.

김승준 / 상산고등학교 / 대한민국 지속가능 청소년단(SARKA) 리포터

정지형 / 바람저널리스트 (http://baram.news / baramyess@naver.com)

지속가능 바람 (baramyess)

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지속가능 바람 기자 baramyess@naver.com  다른기사 보기