한국천문연구원, 초고속 우주선 보호 이론 제시

한국천문연구원은 오늘(15일) 이론천문연구센터 티엠 황 박사팀이 광속에 비교되는 초고속으로 이동하는 우주선을 안전하게 보호할 수 있는 이론을 제시했다고 밝혔습니다.

연구결과를 담은 논문은 천체물리학저널 최근호에 실렸습니다.

논문은 작년 4월 러시아 출신의 억만장자 유리 밀너, 영국 물리학자 스티븐 호킹, 페이스북 창립자 마크 저커버그 등이 제안한 '브레이크스루 스타샷 (The Breakthrough Starshot)' 프로그램의 성공에 필요한 조건을 다뤘습니다.

이 프로그램은 스마트폰 만한 크기의 초소형 우주선 1천 대를 만들어 태양의 이웃 별인 알파 켄타우리로 보내는 것이 목표입니다.

각 우주선은 빛을 반사하는 얇은 돛을 달고 있는데 이것이 추진기 역할을 합니다.

이 우주선들을 로켓에 실어 지구에서 약 100만 km 떨어진 곳에 가져다 놓고 돛을 편 후 지구에서 이들 우주선에 레이저 광선을 쏘면 우주선이 빛을 반사하면서 운동량을 얻어 움직이게 됩니다.

이 계획을 추진하는 이들은 이런 방식으로 광속의 20% 수준까지 우주선을 가속하면 알파 켄타우리까지 우주선을 보내는 데 약 20년이 걸릴 것으로 기대했습니다.

현재 기술로 발사가 가능한 로켓으로는 약 3만 년이 걸리지만 이보다 기간을 크게 단축할 수 있는 것입니다.

문제는 광속의 20%라는 엄청난 속도에서는 우주 공간에 존재하는 먼지와 가스입자 등 성간물질이 우주선에 부딪히면서 우주선이 손상될 수 있다는 겁니다.

성간물질의 밀도로 계산해 보면, 우주선이 알파 켄타우리로 가는 동안 약 100경(京)개의 원자와 10만 개의 먼지에 부딪히게 됩니다.

연구팀은 이런 여건에서 무거운 원소 원자가 우주선 표면에 0.1mm 깊이의 손상을 줄 수 있고, 눈에 보이지 않는 작은 먼지 입자에도 1mm 깊이의 침식이 일어날 수 있음을 계산으로 입증했습니다.

또 머리카락 정도 굵기인 15㎛ 정도 크기의 먼지입자와 부딪히면 우주선 전체가 파괴될 수도 있습니다.

연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 우주선을 보호하는 방안을 제시했습니다 우선 우주선 진행 방향의 단면을 원통형이나 직육면체 등과 같이 작게 만드는 것입니다.

또 그래핀과 같이 녹는점이 높고 강한 소재로 얇은 차폐막을 이중으로 만들어 우주선을 보호하는 방안도 제시했습니다.

티엠 황 박사는 "이 연구는 광속으로 우주여행을 할 때 고려해야 할 사항을 천문학적인 관점으로 분석한 것"이라며 "이러한 연구 결과가 가까운 미래에 우주선을 설계하는 데 기여할 수 있기를 기대한다"고 말했습니다.