NASA 연구진이 빛보다 빠른 속도로 항성간 여행을 가능하게 하는 ‘워프’ 기술을 채용한 우주선 모델을 공개했다. 워싱턴포스트기사캡쳐(http://www.washingtonpost.com/news/post-nation/wp/2014/06/11/this-is-the-amazing-design-for-nasas-star-trek-style-space-ship-the-ixs-enterprise/?hpid=z8)(courtesy of Mark Rademaker/Flickr)
미국 항공우주국(NASA)이 공상과학 영화 <스타 트렉>에서 볼 수 있었던 ‘워프’ 기술을 채용한 새로운 우주선 모델을 개발 중이다. 워프 기술이란 우주선 뒤쪽의 시·공간을 비워 추진력을 얻는 것으로, 이론대로라면 4.3광년 떨어진 행성 알파센터우리까지 단 2주면 닿을 수 있다. NASA는 또 미확인비행물체(UFO)와 흡사한 형태의 원반 모양으로 된 우주선을 제작해 시험 비행을 앞두고 있다.
워싱턴포스트는 11일 나사의 물리학자 해럴드 화이트가 이끄는 ‘이글웍스 랩’이 ‘워프 우주선’의 개념 디자인을 공개하고 이 우주선에 ‘IXS 엔터프라이즈’(IXS Enterprise)라는 이름을 붙였다고 보도했다.
<스타 트렉>의 ‘엔터프라이즈’호가 구사하는 ‘워프 항법’은 공간을 일그러뜨려 두점 사이의 거리를 단축시킴으로써 광속보다 빠르게 목적지에 도착하는 가상의 방법이다. 나사 팀이 공개한 ‘워프’ 기술은 이와는 개념이 다르지만 마찬가지로 빛보다 빠르게 공간을 이동할 수 있다.
화이트는 2012년 나사와 함께 빛보다 빠른 워프 추진법 개발에 착수했다고 밝혀 전 세계 항공우주계를 놀라게 했다. 화이트가 제안한 방법은 물리학자 미구엘 알쿠비에레가 1994년 발표한 ‘워프 주행 : 일반 상대성 하에서의 초고속 여행’이라는 제목의 논문에 등장한 이론을 발전시킨 것이다.
NASA가 화성 탐사선으로 활용하기 위해 시험비행을 앞두고 있는 ‘저밀도 초음속 감속기’(LDSD)의 모습. 착륙시 공기저항을 극대화하기 위해 원반 형태로 설계됐으며 기체 밑에는 풍선이 달려있다. BBC기사캡쳐(http://www.bbc.co.uk/newsround/25535145)
알쿠비에레는 당시 논문에서 중력 특이점을 이용한 시공간의 수축과 확장으로 항성간을 이동할 수 있다고 주장했다. 중력 특이점은 엄청난 중력 때문에 시공간을 포함한 모든 것이 사라지는 점을 뜻한다. 영국의 이론 물리학자이자 수학자인 로저 펜로즈는 일반 상대성 이론을 토대로 공간에 모든 것을 빨아들이는 점이 수학적으로 있을 수 있다는 것을 증명했다.
우주선의 뒤 편에 중력 특이점을 만들면 시공간이 사라지지만 곧 재빨리 채워지면서 전방으로 우주선을 밀어내게 된다. 화이트는 이렇게 발생한 추진력은 우주선을 4.3광년 떨어진 알파센터우리까지 불과 2주 만에 닿게할 정도라고 설명했다.
화이트는 “국지적으로는 어떤 것도 빛의 속도를 초월할 수 없지만 공간은 어떤 속도로도 확장하고 수축할 수 있다”며 “항성간 이동을 가능하게 할 정도로 시공간을 확장·수축하게 하는 데는 엄청난 에너지가 필요하다”고 밝혔다.
후속 연구 결과는 이러한 추진력을 만드는 데 필요한 에너지가 목성이 만들어 낼 수 있는 전체 에너지를 합한 것과 같다고 추정하고 있다. 이론이 현실화되기에는 넘어야 할 산이 너무 크다. 화이트는 그러나 “수개월간의 분석 끝에 희망이 있을 수 있다는 결론을 내렸으며 워프 추진체의 기하학적 구조를 바꾸는 것이 핵심이다”고 말했다.
IXS 엔터프라이즈호는 거대한 원통이 우주선을 감싸고 있다. 이 원통은 우주선의 엔진으로, 기존 이론에서 제시한 것보다 훨씬 적은 에너지로도 확장하는 시공간과 수축하는 시공간의 사이에 놓여 ‘워프 버블’을 만들면서 우주선을 이동시킬 수 있다.
IXS 엔터프라이즈호를 설계한 마크 레이드메이커는 11일 워싱턴포스트와의 e메일 인터뷰에서 “워프 버블을 만드는 데 타원체는 가장 중요한 역할을 한다”며 “버블을 만드는 데 필요한 에너지를 줄이도록 설계됐다”고 밝혔다.
NASA의 ‘이글웍스 랩’은 현재 이 개념의 타당성을 실제적으로 입증하는 작업을 진행하고 있다. 연구진은 현재로서는 실현 불가능해 보이지만 이론이 실현가능한 작은 증거만 찾아내도 계획이 급진전될 수 있다고 기대하고 있다. 화이트는 “1942년 후반 인류가 시카고에서 만들어낸 핵반응로는 전구 하나를 밝히기에도 부족한 겨우 0.5와트의 전력만 만들어냈다”며 “그러나 이후 1년도 채 안되서 작은 마을 전체를 충족시킬만한 1~4㎿의 전력을 생산하는 핵반응로를 만들었다”고 말했다.
워프 기술이 이론 단계라면 UFO를 닮은 우주선은 이미 만들어졌다. NASA는 ‘저밀도 초음속 감속기’(LDSD)로 불리는 우주선을 만들어 화와이에서 시험 비행을 앞두고 있다. NASA는 지난 3일과 11일에 하와이 카우아이섬에서 LDSD의 시험 비행에 나섰으나 기상 악화로 연기했다.
NASA는 이 우주선을 미래에 화성 착륙선으로 활용할 계획이다. 화성은 대기층이 얇아 무거운 탐사선이 착륙할 때 낙하산 만으로는 안전하게 감속하지 못할 가능성이 있어 LDSD는 공기저항을 크게 할 수 있는 원반 형태로 설계됐다. 기체 밑에 있는 도넛 모양의 풍선을 부풀려 낙하 속도를 추가로 줄이도록 되어있다.
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