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[별을 향해 떠나는 여행자를 위한 안내서] 우주는 크다. 정말 크다. 상상할 수 없을 정도로 크다. 그렇다면 우리는 어떻게 그 거리를 뛰어넘어 다른 별 주위를 도는 행성을 방문하기를 바랄 수 있을까? #별을향해떠나는여행자를위한안내서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리는 약 4.5광년 떨어져 있습니다. 약 초속 30만 km로 이동하는 빛이 그곳에 도달하는데 4년 넘게 걸립니다. 대부분의 사람들에게 의미 없는 값입니다. 1977년에 발사된 보이저 1호 (17km/s) 가 프록시마 센타우리 방향으로 가고 있다면 그곳에 도달하는데 약 7만 년이 걸립니다. 7만 년..... ＜한 번에 한걸음 씩＞안타깝게도 우리가 다른 별의 주위를 도는 행성으로 여행을 떠나려면 아직 멀었습니다. 가장 가까운 별 조차도. 인류의 탐험 속도는 '한 번에 한 걸음씩' 입니다. 성간 여행을 위한 선행 임무는 이미 수행 되었습니다. 태양계와 행성, 그리고 이곳의 환경을 탐사하고 연구하기 위해 발사된 수많은 로봇들이 수행하는 임무들입니다. 지금까지의 선행 성간 비행 중 가장 유명한 것은 보이저 1호, 2호 입니다. 이 탐사선들이 태양계를 떠나면서 수집한 자료는 지구와 지구 근처에 있는 망원경을 비롯한 기기로 성간 우주를 원격 관측한 자료와 함께 인류의 우주에 대한 시야를 비약적으로 늘려주었습니다. 하지만 지금까지의 우주 탐사 노력은 모두 강에 띄워놓고 물살이 우리를 어디로 데려갈지 지켜 볼 뿐입니다. 추진력, 동력, 통신 신뢰할 수 있는 시스템 등 이 모든 것이 성공적인 성간 선행 임무에 필요한 요소들이지만 이것만으로는 충분하지 않습니다. 성간 우주로의 가장 초보적인 임무라도 가능하게 하려면 다음 단계로 나아가기 위한 기술 발전이 필요합니다. ＜여기서 문제!!＞현재 비행 중인 가장 작은 우주선의 질량인 1kg을 광속의 10분의 1 (0.1c)로 가속하는데 필요한 에너지는 약450조J 입니다. 1900만 kg의 석탄에서 방출되는 모든 에너지를 100% 효율로 연소하고 포집할 때 가능한 에너지 입니다. 실로 엄청난 에너지가 필요합니다. 빠른 이동을 가능하게 하는 추진 시스템을 개발하는 것은 현실적인 시간 내에 별들 사이의 엄청난 거리를 이동하게 하는 핵심입니다. 하지만 문제가 있습니다. 1kg 질량의 우주선이 0.1c로 여행하다가 경로에서 약간 벗어나 우연히 행성과 충돌한다면, 15kt(킬로톤)인 히로시마 규모의 원자폭탄 7개에 해당하는 폭발력이 방출됩니다. 별을 향한 첫 번째 사절단이 실수를 저질러 전쟁 행위(??)로 보이는 일이 없도록 해야 합니다. 지구에서 출발한 작은 로봇 우주선이 약 4.3광년 정도의 알파 센타우리까지 걸리는 시간은 0.1c의 속도로 이동해도 43년 이상입니다. 일단 도착하면 우주선은 수집한 자료를 빛의 속도로 지구로 전송한데, 지구에 도착하는 것은 4.3년이 걸리므로, 발사부터 자료 수집까지 최소한 50년 이상 걸립니다. 가까운 별일 경우에! 만약 인간이 우주선에 탄다면 훨씬 오래 걸릴 것입니다. 사람을 별로 보내는 것은 로봇 탐사에 비해 훨씬 더 복잡하고, 훨씬 더 큰 우주선이 필요하며, 훨씬 더 많은 비용이 들고, 더 오래 걸리고, 위험으로 가득 차 있습니다. 그렇다고 해서 사람을 보내는 것을 포기할 이유는 없습니다. 또 다른 문제는 인간의 수명을 획기적으로 연장시키는 기술이 개발되지 않는 한, 성간 우주선을 타고 지구를 떠난 정착민들은 목적지에 도착할 때까지 살아있지 않을 것입니다. 여행 시간이 인간의 일생보다 훨씬 길다면 여러 세대가 우주선에서 평생을 살게 될 수도 있습니다. 그들에게 부모나 조부모의 꿈을 이루도록 강요하는 것이 과연 윤리적으로 옳은 것일까요? 이것들은 쉽게 답하거나 해결할 수 없는, 수많은 연구와 과제가 함께하는 큰 질문들입니다. ＜어떻게 가야 할까＞화학, 핵분열, 전기 로켓 등을 사용하여 별에 도달하기 위해 매~ 우 긴 여행을 각오하거나, 핵융합 및 광자 로켓 처럼 엄청난 양의 추진체 또는 하드웨어를 운반할 수 있는 거대한 것을 설계하거나, 반물질 로켓 처럼 엄청나게 복잡하고 위험한 시스템을 만드는 방법을 익혀야 할 것입니다. 커다란 금속제 돛에 태양광을 받아 광압(복사압)으로 가속하는 솔라 세일 (태양 돛) 프로젝트도 있고, 또 다른 방식으로 대담하고 믿을 수 없고, 정신 나간 과학자의 발명품 같은 이야기지만 우주선 한쪽에서 폭발하는 소형 핵폭탄을 계속 터트려 우주선 추진 수단으로 사용하는 방법도 있다. 이 계획의 이름은 오리온 프로젝트. 그런데, 이 오리온 프로젝트는 현재까지는 인류가 태양계를 벗어날 수 있는 유력한 추진 방법입니다. 소설 삼체에서는 우주 궤도 상에서 우주선이 지나갈 때 핵폭탄을 터트려 우주선을 가속시키는 설정이 등장하기도 합니다. 지구에서 별까지의 광활한 거리를 가로지르려면 우주선 추진에 혁신적인 발전이 필요합니다. NASA의 과학자들은 알려진 추진 기술의 적용 가능성을 평가하기 위해 추진 시스템의 효율성과 달성 가능한 가속도를 비교하는 멋진 그림을 만들었습니다. 스타트렉이나 스타워즈에 나오는 워프 처럼 인간을 태운 우주선에 이상적인 추진 시스템은 아직 발견되지 않았습니다. ＜천문학적인 시간＞과학 기술의 발전 속도를 고려할 때, 그리고 지금과 같거나 비슷한 속도로 계속 발전한다고 가정할 때, 우리는 향후 200년 이내 태양계를 탐사하고 정착할 수 있을 것이며, 그 후 별을 향해 첫발을 내디딜 수 있을 것입니다. 이 책에서 설명된 우주선과 기술을 만드는 일이 예상보다 어렵다고 보수적으로 가정하고, 서기 3000년이 되어서야 처음으로 유인 우주선을 항성 간 항해를 위해 발사한다고 가정하고, 각 우주선이 목적지에 도달하는 데 약 500년이 걸린다고 한다면, 앞으로 약 8000년 후인 10000년이 되면 우리는 인근의 많은 항성계에 정착하게 될 것입니다. 인간의 관점에서 보면 긴 시간이지만 천문학적인 관점에서는 그리 길지 않은 시간입니다. 우리는 왜 별을 향해 여행해야 할까? 그보다 도대체 왜 우리는 우주를 탐험해야 할까? 통신 위성을 통해 지구 반대편의 소식을 알 수 있고, GPS 위성은 내비게이션을 통해 우리가 안심하고 새로운 장소로 이동 할 수 있게 해줍니다. 지구 근처의 우주는 이제 우리의 일상에 없어서는 안되는 존재가 되었습니다. 우리가 지금의 생황을 영위하는 데 사용하는 모든 공학은 이전 시대의 과학자들이 비슷한 근본적인 질문을 던진 데서 비롯 되었습니다. 오늘날 우리가 당연하게 여기는 모든 현대 기술의 혜택 이전에는 그 기술의 근간이 되는 기초연구와 기초과학이 존재해야 합니다. 별과 별 사이를 여행하는 건 당연히 어렵고 힘들 겁니다. 시간도 오래 걸릴 것입니다. 아마 지금 우리 세대의 다음 다음 다음에 가능할지도 모릅니다. 매우 어려운 일이지만, 할 수 있을 것입니다. #별을향해떠나는여행자를위한안내서 #문학수첩 #레스존슨지음 |