기존 기술로 우주 엘리베이터 건설 가능하다?

우주선을 쏘아 올리려면 큰 비용이 드는 데다 실패도 많다. 어려운 프로젝트인 것. 이런 이유로 저렴하고 안전하게 우주로 물자를 수송하는 수단으로 주목받는 게 지구에서 궤도 위성까지 타워와 케이블을 건설해 물건이나 사람은 운반하는 일명 우주 엘리베이터, 궤도 엘리베이터다. 그런데 실제로 우주 엘리베이터의 실현 가능성에 대해 계산한 천체물리학자들이 이론상 기존 기술과 재료로 우주 엘리베이터에 가까운 건축물을 만드는 게 가능하다고 주장하고 있다.

최근에는 탄소나노튜브를 비롯한 신소재 개발을 통해 지구에서 우주로 뻗은 우주 엘리베이터 건설에 대한 얘기가 나온다. 물론 아직까지 기술적 문제가 있다. 그런데 케임브리지대학 제퍼 페노이어(Zephyr Penoyre)와 콜롬비아대학 천체물리학 연구자 에밀리 스탠포드(Emily Sandford) 2명은 우주 엘리베이터에 가까운 건물은 현대 기술로 개발 가능하다는 논문을 아카이브(arXiv)에 공개했다.

이들이 제창하는 우주 엘리베이터는 보통 생각하는 지구에서 우주로 이어진 엘리베이터가 아니다. 달에서 지구 정지궤도 상까지 연결하는 엘리베이터다. 이들은 이 우주 엘리베이터는 스페이스라인(spaceline)으로 명명하고 개발 도구와 재료를 이용해 기술적, 경제적으로 건설할 수 있다고 주장한다.

이들이 주장하는 스페이스라인 쪽 끝을 고정시키고 다른 한쪽 끝은 지구정지궤도에 위치하게 해 달에 물자 수송을 더 용이하게 할 수 있을 것으로 보고 있다. 우주 엘리베이터를 건설하면 지구에서 달에 물자를 수송하는데 들어가는 연료가 3분의 1 줄어들 것이라고 말한다.

스페이스라인이 기존에 생각하던 우주 엘리베이터보다 좋은 점은 달은 항상 지구와 같은 면을 향해 있으며 1개월에 1번 지구 궤도를 도는 점을 들고 있다. 지구에 우주 엘리베이터 끝을 고정하면 1일 1회 자전하는 지구 원심력 탓에 건축물이 왜곡될 가능성이 있다. 반면 지구에서 볼 때 움직임이 적은 달에 스페이스라인을 고정하면 원심력 영향을 억제할 수 있다는 것이다.

중요한 것으로 또 강조하는 건 스페이스라인이 기존 초강력 재료를 이용해 건설할 수 있다는 것이다. 또 지구와 달 중력이 균형을 이루는 라그랑주점에 베이스캠프를 건설해 긴 케이블을 안정적으로 유지할 수 있다고 말한다.

이번 논문은 비용과 실용 가능성 측면에서 스페이스라인이 건설 가능하다고 밝히고 있지만 어디까지나 계산상 개념 증명에 머문 것이다. 학술지에 게재된 건 아니다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.