원자력 우주선 나올까…핵 열추진 로켓 엔진 테스트[우주로 간다]

NASA·DARPA, 2027년 기술 시연 계획

미국 항공우주국(NASA)과 국방부 산하 국방고등연구계획국(DARPA)이 화성 유인 탐사를 위해 우주에서 핵 열추진 로켓 엔진을 테스트할 예정이라고 엔가젯 등 외신들이 24일(현지시간) 보도했다.

핵 열추진 로켓 엔진은 핵연료에서 나오는 열에너지로 추진체를 가열해 분사하는 방식으로, 추진력이 강해 우주 여행 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다고 알려져 있다.

사진=NASA,DARPA

빌 넬슨 NASA 국장은 “이 기관들은 이르면 2027년 첨단 핵 열 추진 기술을 시연하기를 희망한다”며 "신기술의 도움으로 우주비행사들은 그 어느 때보다 더 빠르게 깊은 우주를 오가며 여행할 수 있다. 이는 화성 유인 임무를 준비하는 주요한 기능"이라고 밝혔다.

NASA 우주기술미션이사회(Space Technology Mission Directorate)는 DARPA의 실험용 우주선과 통합될 로켓 엔진의 기술 개발을 주도할 예정이다.

NASA는 핵열추진(NTP) 로켓 엔진이 우주선을 더 빠르게 이동시켜 긴 우주 임무를 수행하는 데 필요한 보급품의 양을 줄일 수 있다고 설명했다. 여행 기간이 짧아져 보급품을 줄이게 되면 저절로 더 많은 과학 장비를 실을 수 있고, 계측 및 통신을 위한 추가 전력을 확보할 수 있다.

우주 비행에 원자력 에너지를 사용하려는 아이디어는 1940년대로 거슬러 올라간다. 이후 미국은 1955년부터 1972년까지 NASA와 미국 원자력 위원회(AEC)를 중심으로 다양한 형태의 시제품 핵열추진(Nuclear Thermal Propulsion, NTP) 로켓 엔진을 개발했으나, 1972년 말 예산 삭감과 우주왕복선 프로그램에 우선순위를 두면서 해당 프로젝트는 취소됐다.

물론 NTP로켓은 대기나 우주 궤도에서 고장 날 경우, 방사능 유출의 위험이 있는 등 여러 문제가 있다. 하지만, NASA는 원자력 로켓은 효율도 좋고 추진력도 강해 우주인을 화성이나 그보다 더 먼 우주로 보낼 장거리 대형 우주선에 적합하다고 밝혔다. 

이 엔진을 도입하면 화성까지의 여행 시간을 최대 4분의 1까지 줄일 수 있으며, 핵 열추진 로켓은 기존의 화학 추진 방법보다 적어도 3배 더 효율적일 수 있다고 알려졌다.

NASA는 또 우주 탐사에 동력을 공급하기 위해 원자력 에너지를 사용하는 방법도 연구 중이다. 

NASA는 달에서 사용할 달 원자력 시스템도 개발 중이다. (사진=NASA)

2018년 NASA는 전통적인 원자로와 유사하게 열에너지로 터빈을 돌려 발전을 하는 휴대용 소형 원자로 ‘킬로파워’(Kilopower)를 테스트했다. 

또, 작년에 NASA는 원자력 발전으로 달에서 사용할 에너지를 직접 충당하는 원자력 시스템 개발을 위해 록히드 마틴, 웨스팅하우스, IX 등 3개 회사와 계약을 체결하기도 했다.