1895년 치올콥스키 첫 제안 / 난제 많아 현실화 어렵지만 / 엉뚱한 상상 모여 과학 진보 / 성공의 샴페인 들 날 올지도

일본우주항공연구개발기구(JAXA)가 얼마 전 화물우주선 고노토리 7호기를 H2B 로켓에 실어 발사했다. 이 우주선은 우주정거장에 보낼 보급품과 함께 우주 엘리베이터 예비실험에 쓸 초소형 위성 2기도 싣고 갔다. 7년 전 민간인 우주왕복 프로그램에 굴지의 항공사와 테슬라사의 일론 머스크가 소유하고 있는 ‘스페이스X’가 주관사로 참여함으로써 주목을 끈 바 있지만, 이제는 관광 우주 산업과 더불어 우주에 물자를 싼 가격으로 이송하는 기술이 미래 산업으로 관심을 끌고 있는 것이다.

1950년대 시작한 우주 탐험은 처음에는 과학 탐구용과 미사일 방어를 위한 군사용으로 시작했다. 그러나 냉전시대에 접어들면서 미국과 러시아(구 소련)의 체제 우위 경쟁으로 발전했다. 이 와중에 존 F 케네디 대통령이 우주탐험을 1960년대 뉴 프런티어(새로운 개척자) 정신의 국가 목표로 제시하는 데 이용하기도 했다. 이어 10년 플랜으로 시작한 아폴로 계획으로 인간이 달 착륙에 성공함으로써 인류에 새로운 비전을 심어 주었다. 그런데 정부 중심으로 시작한 이러한 우주 탐험이 이제 민간으로 이동하는 경향을 보이고 있다. 경제적으로도 이익을 보장받을 수 있겠다는 믿음이 생긴 것이다. 미국은 이제 우주 관련 사업을 민간에 이양하고 있으며, 유럽·일본·중국 등이 뒤따르고 있다.

박영준 전 서울대 교수 더포스컨설팅 자문위원

이런 상황에서 우주에 원하는 물건을 이송하는 수단으로 우주 엘리베이터를 건설해 물자를 보내는 아이디어가 시도되고 있다. 우주선을 띄우고 이를 지구와 같은 속도로 공전하게 한 후, 우주선에서 지구로 케이블을 내려 엘리베이터를 설치하는 구상이다.

지구와 인공위성 사이에 엘리베이터를 설치하는 이 구상은 1895년 ‘로켓의 아버지’로 불리는 과학자 콘스탄틴 치올콥스키에 의해 제안됐다. 그러나 우주와 지구 사이의 엘리베이터 구조물에 걸리는 하중을 견딜 물질이 존재하지 않기에 불가능하다고 판정했다. 하지만 그동안 나노기술의 발달로 강철보다 강하면서도 가벼운 물질이 개발됐다. 탄소나노튜브가 바로 그것이다. 탄소나노튜브는 하나의 탄소가 다른 탄소 원자와 육각형 벌집 무늬로 결합돼 돌돌 말린 튜브 형태를 이루고 있는데, 머리카락보다도 훨씬 가늘면서 다이아몬드보다 강하므로 작은 직경의 나노튜브를 줄다리기 끈처럼 여러 겹 꼬아 엘리베이터 재료로 사용하자는 것이다. 그러나 물질 해소로 모든 문제가 해결되는 것은 아니다. 엘리베이터가 태풍과 같은 기상변화를 견뎌야 하고, 우주에서 무수히 존재하는 방사선을 차단해야 하는 등 숱한 난제가 존재한다.

그럼에도 우주가 주는 매력은 무궁무진하다. 우주로 관광을 가고 싶어하는 인간의 욕망 외에도 이상적인 제조환경과 과학실험환경, 즉 극저온·무중력·무오염이 매력적이기 때문이다. 하지만 이러한 구상이 성공하기 위해서는 반드시 이용료가 싸야 한다. 인공지능(AI)의 출현과 유전자 기반 개인 맞춤형 의료와 전기자동차가 4차 혁명의 아이콘이 된 데에는 반도체 나노기술로 배터리, 컴퓨터 칩, 메모리의 가격 인하가 가장 큰 요인으로 자리하고 있다. 이에 현재 kg당 물자 수송에 현재 수만 달러 정도 하는 경비를 우주 엘리베이터를 이용해 100달러 대로 낮출 수 있는가가 우주 산업 성공의 핵심이다.

돌이켜 보면, 우주에 66개의 인공위성을 띄우고 이를 이용해 지구촌 전체를 커버하는 무선 네트워크를 구축하고자 한 이리듐 계획이 1990년도에 나왔을 때 세계는 반신반의했다. 우주 기술은 물론 이러한 계획을 실현하는 데 막대한 돈이 들기 때문이다. 그러나 지금 우리는 당시 상상하지 못했던 모바일 폰으로 위성위치확인시스템(GPS) 등 인공위성 시스템의 혜택을 거의 공짜로 이용하고 있다. 마찬가지로 우주에 엘리베이터를 설치해 우주와 지구 사이에 물건과 사람을 이동시키는 일이 성공할지는 미지수이지만 엉뚱한 생각과 상상이 모여 과학의 진보를 이루었다는 점에서 눈여겨볼 일이다.

박영준 전 서울대 교수 더포스컨설팅 자문위원