우주 구경 6분하는데 2억5000만원? 근데 줄섰다고?

1984년 우주왕복선 챌린저호의 승무원 브루스 매캔들리스(Bruce McCandless)가 우주를 유영하고 있다. 지금까지 우주에 가는 것은 고도로 훈련된 소수의 사람만 가능했지만 곧 상업 우주여행 시대가 열릴 것으로 예상된다. 나사 제공

[토요판] 별
우주여행

▶ 2억5000만원만 내면 6분간 우주여행을 할 수 있다고 합니다. 하시겠습니까? 최초의 상업 우주여행인 버진갤럭틱 이야기입니다. 인간이 처음 우주에 간 지 50여년이 지났습니다. 하지만 우주에 가본 인간은 아직 한 줌뿐이고, 인간이 가본 우주의 영역은 광대한 우주의 티끌 정도밖에 되지 않습니다. 그래도 인간은 계속 도전할 것입니다. 우주여행의 역사와 한계를 살폈습니다.

“지구는 파랗다. 얼마나 멋진가. 얼마나 놀라운가.”

우주로 나간 첫번째 인간, 소련의 우주비행사 유리 가가린은 지상 관제소와의 교신에서 이렇게 말했다. 그는 1961년 4월12일 우주선 보스토크1호를 타고 지상에서 301㎞ 높이에서 1시간48분 동안 지구 궤도를 한바퀴 돈 뒤 착륙했다. 그는 우주선이 궤도를 도는 동안 ‘조국(motherland)은 듣는다, 조국은 안다’는 노래를 휘파람으로 불었는데, 마더랜드는 우리 인류 전체의 조국인 지구로 바꿔 불러도 괜찮을 것이다. 가사의 첫번째 두 줄은 이렇다. “지구는 듣는다, 지구는 안다. 그의 아들이 어디서 날고 있는지.” 인류 처음으로 우주에서 파란 지구를 바라본 그의 활약은 ‘우주 정복’에 뒤처질 것을 우려하던 미국을 자극해 우주 개발에 양국이 엄청난 예산을 쏟아넣던 ‘대우주시대’를 열었다.

인간의 손길이 닿은 영역은 ‘티끌’

그 후 50년이 더 지났다. 인간은 우주를 얼마나 정복했을까? 광대한 우주의 크기를 생각한다면 인간이 여행한 우주의 넓이는 티끌만도 못한 정도다. 인간은 달에 간 이후 더 멀리 나가지 못했다. 인간이 만들어서 우주로 쏘아올린 우주선으로 확장해도 별 차이가 없다. 1977년 9월5일 우주로 쏘아올린 보이저1호는 1979년 목성, 1980년 토성을 지나 2012년 막 태양계의 경계를 벗어나 성간 공간으로 들어갔다. 별도 행성도 없는 끝없이 넓은 빈 공간이다. 현재 보이저1호의 속도는 초속 17㎞, 시속으로는 6만1200㎞라는 엄청난 속도로 우주 공간을 날아가고 있지만 1광년을 날아가는 데는 1만7500년이나 걸린다. 태양과 가장 가까이 있는 항성인 프록시마 켄타우리(센타우리)까지의 거리는 4.2광년이다. 보이저1호가 이 별의 방향으로 날아간다면 7만3775년 만에 도착할 것으로 예상된다. 가장 가까운 별에 가는 것도 이 정도 시간이 걸리니, 우리 은하에 있는 4000억개의 별, 더 나아가 우주에 흩어져 있는 1000억개의 은하를 생각하면 인간의 왜소함과 우주의 웅대함에 다시 한번 놀라게 된다.

인간이 다른 별에 가는 일은 과연 불가능할까. 우선 두가지 기술이 선행돼야 한다. 첫번째는 인간의 신체기능을 일시적으로 중단시키는 기술이다. 우주선이 다른 별까지 가는 그 엄청난 시간 동안 냉동 상태로 있다가 무사히 깨어날 수 있다면 우주여행이 아예 불가능한 것만은 아니다. 다만 빨라도 수천년, 늦으면 수만년이 지나 있을 거라는 점을 감수해야 한다.

이르면 내년부터 운행이 시작될 예정인 버진갤럭틱의 상업우주여행선 스페이스십2의 비행 모습. 상공 110㎞까지 상승한 뒤 6분간 날개를 접고 자유낙하한다. 이 우주선에 타는 비용은 25만달러(2억5000만원)이다. 버진갤럭틱 제공

다른 별 가는 방법은 ‘워프’뿐

또 하나는 엄청난 속도를 내는 로켓의 개발이다. 만약 로켓이 광속의 5분의 1 정도 속력만 낼 수 있다면 프록시마 켄타우리까지 가는 데 20년, 오는 데 20년 해서 산술적으로는 죽기 전에 다른 별에 다녀올 수 있다. 현재 기술로 개발이 가능한 가장 빠른 로켓은 핵융합 로켓이다. 지난해부터 개발이 시작된 미국 워싱턴대의 핵융합 로켓은 시속 32만㎞의 속력을 낼 수 있을 것으로 예상된다. 여전히 빛의 속도(초속 약 30만㎞)에는 턱없이 못 미치지만 기술 개발이 계속된다면 광속의 5분의 1인 초속 6만㎞ 정도에 이를 수도 있다. 하지만 40여년의 우주여행에 필요한 화물을 실은 우주선의 무게는 1만t 정도는 돼야 할 것이고, 이 무게를 광속의 5분의 1까지 가속시키는 데는 1억t의 연료가 들 것으로 추정된다. 이 우주선을 만드는 비용을 추정하면 100년 동안 지구에서 생산되는 모든 것을 다 팔아도 마련하기 쉽지 않은 돈이다. 말 그대로 말도 안 되는 계획이다.

실현 가능해 보이는 다른 대안은 반물질 엔진이다. 실용화는 아직 멀고 먼 이야기지만 풍부한 양의 반물질을 제조하는 방법이 발견되고 이를 이용할 수 있게 된다면 광속의 99%까지 속력을 낼 수 있는 로켓도 만들 수 있을 것으로 예상된다. 그런데 만약 광속의 99%의 속력을 내는 로켓을 만들었다고 해도 넘어야 할 산은 여전히 많다. 우주에 떠 있는 한 톨의 먼지도 광속의 99% 속도로 움직이는 우주선과 부딪치면 소형 원자폭탄 정도의 에너지를 내면서 폭발할 것으로 예상된다. 그 어떤 충격에도 끄떡없는 물질을 개발해 로켓을 만들지 않는 이상 우주를 고속으로 항해하는 것은 불가능에 가깝다.

결국 남은 것은 공상과학(SF)물에 자주 등장하는 ‘워프’(Warp)뿐이다. 공간을 왜곡시키거나 웜홀(서로 다른 두 시공간을 잇는 구멍)을 통해서 이동한다는 개념인데, 이를 통해 빛의 속도보다 훨씬 빠르게 이동할 수 있다. 연구가 계속되고는 있지만 아직까지는 공상과학의 영역에 가깝다.

베르나르 베르베르의 소설 <파피용>에서는 좀 더 색다른 방식의 우주여행이 등장한다. 바로 광자 추진 우주선이다. 넓은 돛을 펼치고 여기에 부딪치는 빛에 있는 에너지를 이용해 움직이는 것이다. 넓은 돛 때문에 보통 우주범선이라 불린다. 이 역시 공상과학물에나 등장할 것 같은 이야기지만 사실은 이미 실용화된 기술이다. 일본이 2010년 쏘아올린 우주범선 이카로스는 금성을 지나서 현재 초속 400m 정도의 속도로 태양 주변을 돌고 있다. 우주선 본체의 크기는 지름 1.6m, 높이 0.8m에 지나지 않지만 우주 공간에서 가로세로 14m의 넓은 돛을 펼쳐 태양광에서 나오는 에너지를 이용해 날고 있다. <파피용>에서는 32㎞ 길이의 초대형 우주선이 넓이 100만㎢로 작은 대륙만한 돛을 펴서 시속 250만㎞로 1000년 동안 항해해 다른 별로 간다. 1000년 뒤에도 확실한 생존자가 있게 하기 위해 남녀 동수로 14만4000명이 탑승했다. 이들이 자녀를 낳으며 세월이 흐르는 동안 전쟁과 독재, 왕정 등을 거치며 수십대가 흘렀고, 1251년 만에 단 6명만 남은 생존자가 새로운 행성을 발견한다.

1961년 유리 가가린이
처음으로 우주에 간 뒤
50년이 넘게 흘렀지만
지구를 벗어나 본 적 있는
사람은 불과 500여명

25만달러 내면 잠깐이지만
우주비행을 해볼 수 있는
상업 우주여행 시대 열려
다른 별까지 가는 여행은
여전히 공상과학의 영역

상업우주여행 예약자 700명 넘어

이런 공상과학 같은 이야기에서 벗어나 현실적인 우주여행을 살펴보자. 영국 항공사 버진이 차린 버진갤럭틱은 처음으로 민간인을 대상으로 한 우주여행 예약을 받고 있다. 첫 상업우주여행이다. 언제 시작될지는 아직 확정되지는 않았지만 25만달러(2억5000만원)의 비용에도 불구하고 예약자가 700명을 넘어섰다. 빠르면 내년 초 시작될 것으로 점쳐진다. 버진갤럭틱 프로젝트를 추진한 리처드 브랜슨 버진그룹 회장이 가족과 함께 첫 여행자가 될 예정이며, 스티븐 호킹 박사, 할리우드 스타인 리어나도 디캐프리오, 앤절리나 졸리, 팝스타 레이디 가가와 저스틴 팀버레이크 등도 대기명단에 이름을 올렸다.

버진갤럭틱 우주여행의 기본적인 개념은 이렇다. 비행기 두 대의 날개를 이은 것처럼 생긴 화이트 나이트2 비행기 가운데에 우주로 가는 스페이스십2를 매달고 이륙한다. 화이트 나이트2는 일정 고도로 올라가면 스페이스십2를 분리하고, 스페이스십2는 로켓 추진을 이용해 대기권을 벗어난다. 고도 110㎞에 이르면 스페이스십2는 날개를 접고 6분간 자유낙하를 하며, 그 뒤 다시 날개를 펴 착륙한다. 그러니까 사실상 우주에 있는 것은 6분 정도의 자유낙하 시간에 불과하다. 자유낙하 중인 비행체 내부는 무중력 상태가 되며, 이때 승객들은 안전벨트를 풀고 자유롭게 우주에서의 무중력 상태를 즐기면 된다. 승객 정원은 6명이다.

버진갤럭틱 외에도 미국의 시에라네바다 코퍼레이션이 개발중인 민간 우주왕복선 ‘드림체이서’도 준비가 끝나면 민간 우주여행을 추진할 것으로 예상된다. 드림체이서는 아틀라스Ⅴ 로켓에 실려 우주로 날아간 뒤 다시 돌아오는, 예전 우주왕복선의 비행 방식과 똑같이 운영된다.

국제항공연맹(FAI)은 고도 100㎞ 이상을 비행할 경우 이를 ‘우주비행’(spaceflight)으로 규정하고 있다. 대기권을 벗어나 우주 공간으로 갔다는 것이다. 2013년 6월까지 우주비행을 한 적이 있는 사람은 36개국의 532명뿐이었다. 전세계 70억 인구 중에 단 한 줌의 사람들만 우주의 경이를 직접 눈으로 관찰한 것이다. 우리나라에서는 최초의 우주인인 이소연씨만이 러시아 소유스 우주선을 타고 우주에 다녀왔다. 하지만 상업 우주여행이 활발해지면 우주인(astronaut)은 급속도로 늘어날 것으로 예상된다.

버진갤럭틱의 로고에는 날개를 단 이카로스가 새겨져 있다. 그리스 신화 속에서 건축가 다이달로스는 미노스왕의 노여움을 사 자신이 만든 미궁 라비린토스에 자신의 아들 이카로스와 함께 갇힌다. 다이달로스는 새의 깃털과 밀랍으로 날개를 만들어 이카로스와 함께 하늘로 날아 탈출했는데, 이카로스는 아버지의 경고를 잊은 채 높이높이 날아오르다 결국 태양의 열에 밀랍이 녹아 에게해에 추락해 숨졌다. 이카로스를 욕심과 어리석음을 상징하는 인물로 봐야 할까? 지금 우리는 그를 미지의 세계에 용기있게 도전하는 상징으로 받아들인다. 수많은 이카로스들이 계속해서 불가능에 도전해 왔고, 이제 우리는 돈만 내면 우주로 여행을 갈 수 있는 시대의 초입에 들어왔다.

이형섭 기자 [e-mail]