美 인공중력 갖춘 우주버섯정거장 구상

마치 영화 엘리시움에 나온 것처럼 회전하면서 인공 중력을 만들어 내는 거대 우주정거장을 띄워올리는 구상이 진행되고 있다. 오는 2024년 국제우주정거장(ISS)이 퇴역한 후 대체 우주구조물이 될 가능성도 거론되고 있다. 구축에는 향후 30년, 비용은 3천억달러(320조원)가 들 전망이다.

데일리메일은 8일(현지시간) 워싱턴DC에 소재한 USS(United Space Structures)사가 이같은 거대 우주구조물 구축 계획을 세우고 있다고 보도했다.

이 거대`우주버섯(Space mushroomstation)`은 분당 4번 회전하면서 서로 반대 방향으로 도는 기둥과 돔이 인공중력을 만들어 낸다.

USS사의 빌 켐프와 테드 마지에이카 두 사람이 이 거대 인공구조물을 설계했다. 이들의 최종 디자인에 따르면 이 거대 구조물은 지름이 100미터, 길이가 400미터에 이른다. 구상대로라면 이 버섯형 우주정거장의 구축에는 총 30년, 3천억달러(320조원)의 구축비가 든다.

■인공중력으로 우주생활 불편 해소

우주여행의 문제점 가운데 하나는 인간이 무중력에 잘 적응하지 못한다는 점이다. ISS임무를 띠고 지구궤도로 올라간 우주비행사들도 시간이 지남에 따라 근육과 뼈가 약해지는 현상을 보인다.

하지만 USS는 인공중력을 만들어 냄으로써 이같은 문제를 해결할 수 있을 것으로 보고 있다. USS는“우리는 우주에서 장기간 거주하기 위해서는 인공중력이 필요하다고 본다”고 말했다.

우주버섯의 인공중력은 이 구조물이 수직 축을 중심으로 분당 4.22회전을 하면서 발생한다. 구조물은 회전을 통해 물체를 구조물 바닥으로 압박하는 힘을 만들게 된다. 이로써 구조물에서 생활하는 사람은 지구에서 경험하는 중력과 똑같은 느낌을 갖게 된다.

워싱턴D.C.에 소재한 USS라는 회사가 새로운 우주정거장 설계도를 내놓았다. 이 거대한 버섯모양의 구조물은 ISS를 대체할 전망이다.분당 4회전 하는 이 구조물은 인공중력을 만들어낸다. 사진은 우주왕복선, 국제우주정거장과 비교한 버섯우주정거장의 모습. 사진=USS

실린더처럼 생긴 우주버섯 구조물은 한방향으로 회전하게 되는 반면 맨위의 돔형태부분은 또다른 방향으로 돌게 될 것이다. 이는 이 우주선이 우주구조물의 맨위에 도킹해 우주정거장처럼 정박할 수 있도록 해 줄 것이다. 이같은 돔의 필요성 때문에 이 거대한 우주정거장은 버섯같은 모양을 띠게 된다. 이 돔에는 거대 우주정거장의 지휘부가 들어서게 될 것이며 탑승대원을 위한 많은 보급물자가 필요하게 될 것이다.

설계자인 켐프는 “우리는 우주에서 장기적으로 체류하기 위해서는 인공중력이 필요하다고 믿는다”고 말했다.

이 우주정거장을 짓기 위해 USS의 설계팀은 우주에서 이 거대 구조물을 만들어 줄 6개의 우주 로봇시스템에 대한 특허를 출원했다.이에 대한 정확한 내용이 알려지지 않고 있는 가운데 테더스(Tethers Unlimited)라는 회사가 최근 우주선 위에서 우주구조물 부품을 만들고 조립하는 우주로봇거미를 소개했다. 켐프는 USS의 거대 우주구조물은 테더스의 우주로봇거미 조립방식과는 다를 것이라고 말했다.

■버섯형 우주구조물 어디에 쓸까?

버섯형의 우주구조물의 크기는 현재 지구궤도상을 도는 국제우주정거장(ISS)의 289만배나 된다. 이 거대 버섯구조물을 구축하는데는 약 30년, 비용은 3천억달러(320조원)가 들 것으로 예상됐다. ISS 건설에는 10년 이상이 걸렸고 비용은 1천억달러가 투입됐다.

버섯구조물은 장차 화성 식민지를 만드는 데 필요한 사람과 장비를 수송하기에 충분한 구조물이 될 것이며 화성 궤도를 돌게 될 것이다. 또한 화성기지가 건설되는 동안 우주탐사대원이 거주할 안전한 환경을 제공하게 될 전망이다.

나사가 중력발생을 감안해 구상한 노틸러스X 우주정거장 컨셉 설계도. 중앙부에 도넛 형태의 회전부가 자리잡고 있는데 여기서 인공중력을 체험할 수 있다. 이 우주정거장은 달이나 화성, 또는 그 너머로까지의 장기 우주여행용으로 설계됐다.사진=나사

지난 1969년 축을 중심으로 회전하면서 인공중력을 만들어내는 개념이 처음 소개됐다. 초기 우주정거장 개념 대부분은 언젠가 인공중력을 만들어내는 것으로 생각하고 있었다. 사진=나사

ISS는 끊임없이 지구를 향해 자유낙하하고 있다. 비행사들은 여전히 지구의 90%에 달하는 중력을 경험하고 있지만 낙하로 인해 무중력 상태를 경험하고 있다. 사진=나사

영화 엘리시움에서도 거대한 우주상의 회전 구조물에서 중력력을 발생시키며, 이 안에서 사람들이 생활한다.

내부를 보면 이 구조물은 회전함으로써 곡면으로 된 구조물 마루바닥에 서있는 사람들은 구조물 바닥으로 밀치게 돼 있다. 이는 지구상의 중력과 같은 환경을 제공한다.

하지만 이 구조물 설계자인 켐프는 자신들은 이 설계가 제대로 가동할지를 입증하기 위해 보다 작은 구조물을 먼저 만들어보고 싶다고 말했다.

그는 “우리가 만들 첫번째 구조물은 지름 30미터짜리가 될 것이다. 이 구조물은 중력 0.6인 환경을 만들어낼 것이며 적어도 30명이 거주하게 될 것이다”라고 말했다.

이 작은 우주구조물은 향후 10년에 걸쳐 지어지며 약 50억~100억달러가 들 전망이다. 켐프는 이 구조물을 만드는 시간은 12~18개월 정도라고 말했다.이런 기간은 ISS구축기간과 비슷하다.

켐프는 국제우주정거장이 오는 2024년에 퇴역할 예정이라는 점에 주목하고 있다. 하지만 그는 아직까지 어떤 본격적인 테스트를 시작하지 않았다. 따라서 현재로서 이 버섯우주정거장은 단지 구상일 뿐이다.

전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com