“90일 만에 화성 갈 수 있는 핵로켓 개발중”

오는 2030년엔 핵융합에너지를 로켓연료로 사용한 우주선을 타고 화성을 30일, 길면 90일(3개월) 만에 갈 수 있게 된다. 도착한 우주비행사는 임무 수행 후 몇 개월 만에 돌아올 수 있다.

데일리메일은 26일 미항공우주국(NASA·나사)과 핵융합로켓을 개발중인 워싱턴대 과학자의 말을 인용, 이같이 보도했다.

보도에 따르면 나사는 오는 2030년까지 화성에 유인우주선을 보낼 계획인 가운데 핵융합원자로를 로켓에너지원으로 사용해 화성을 더 빠르고, 값싸게 다녀오게 할 계획이다.

워싱턴대 존 슬라우 교수는 화성 유인우주선에 원자로를 사용해 수소를 가열하고 이를 통해 노즐로 분사하면 추진력을 얻을 수 있을 것으로 보고 있다. 그는 “로켓추진용 핵융합은 언젠가 화성까지 가는데 30일, 90일 정도의 훨씬 더 실용적이고 비용 덜드는 여행을 하게 해 줄 것”이라고 말한다.

찰스 볼튼 나사 국장은 만일 사람이 그곳에 가서 살아 남을 수 있다면 화성에 유인우주선을 보내는 것이 필요하다고 말했다.

■기존 기술로는 4년에 120억달러...새기술로는 30~90일, 20억달러

기존 기술로 화성까지 가려면 엄청난 양의 화학연료, 120억달러의 비용에 4년이라는 긴 여행 시간이 든다.

하지만 핵융합로켓을 이용하면 길면 3개월에 갈 수 있고 비용도 20억달러면 충분하다. 예를 들어 1갤런(3.78리터)의 화학연료 부피를 모래알갱이만하게 줄일 수 있기 때문이다.

존 슬라우 워싱턴대 교수는 원자로를 이용해 수소를 매우 높은 온도로 가열하고 이를 우주선의 노즐을 통해 배출시켜 우주선에 추진력을 주는 방법을 생각하고 있다. 이 기술을 사용하는 로켓을 가동하기 위해서는 아주 약간의 핵융합만이 필요하다. 이 모래알갱이만한 재료가 1갤런(3.78리터)만큼의 화학액체 연료에 맞먹는 추진력을 낸다. 로켓 추진용 융합에너지는 수소폭탄의 10억분의 1 크기로 줄어들게 된다. 이는 거대한 폭발을 일으키기에는 너무 작다.

워싱턴대 연구팀은 자체 자기장에 싸인 일종의 플라즈마를 개발했다. 이 플라즈마가 높은 온도로 자기장 안에서 압축될 때 핵융합이 발생한다. 연구팀은 연구실에서 이 기술을 실험하는데 성공했다.

그는 “기존 로켓연료를 사용해서 인간이 지구 너머의 행성을 간다는 것은 거의 불가능에 가깝다. 우리는 훨씬 더 강력한 에너지원을 바란다. 이는 결국 행성여행을 더 일반적인 일로 만들어 줄 것”이라고 말했다.

존 슬라우교수는 “나는 모든 사람들이 우리의 플라즈마 압축에 사용하는 기본 메커니즘을 확인하고 즐거워했다고 생각한다. 핵융합이 항상 40년이나 떨어져 있는 기술이 아니고 비용도 항상 20억달러나 들지는 않을 것이란 사실에 흥미를 가질 것으로 기대한다”고 말했다.

나사는 이미 2020년 화성으로 보낼 우주선에 배치하려는 핵연료시스템용 에너지전환 및 방열시스템에 대한 시험을 성공적으로 마쳤다.

한편 러시아는 플라즈마 추진기용 전기를 발생시켜 줄 핵로켓 작업을 진행 중이다.

슬라우 교수는 “핵융합을 응용할 경우 핵폭탄도 만들 수 있기 때문에 관심을 끌 것”이라면서 “하지만 이 시나리오 상에서는 매우 다른 사용 양상을 보일 것”이라고 말했다..

■ 우주탐사로켓에 원자로를 사용하려던 이전 프로젝트들

우주선에 원자로를 사용하는 프로젝트는 처음이 아니다. 러시아는 현재 30개 이상의 원자로를 우주에서 사용하고 있다.

미국은 지난 1965년 쏘아올린 단하나의 우주탐사선 SNAP-10A(핵보조전원시스템)이 있을 뿐이다.

하지만 미국은 이 기술을 개발하려고 수많은 시도를 해 왔다. 예를 들면 네르바프로젝트(Nerva project)는 발사 뒷단계에서 화학연료로켓을 원자력으로 대체하려는 데 초점을 둔 프로젝트였다. 네르바는 수소를 가열하고 이를 노즐로 배출시키는 흑연노심 원자로를 사용했다.