우주 여행, 고속도로 시대 열린다

미술가가 표현한 행성간 고속도로.

미항공우주국(NASA)은 태양계 전체에 산재한 복잡한 형태의 항로가 천체를 탐험하는 우주선의 에너지 소비를 효과적으로 줄일 수 있다고 이번 주 발표했다.
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종래의 원거리 우주 비행은 주변 천체의 중력을 동시에 이용하는 방식을 취했다. 계획된 항로를 따라 인근 행성이나 달 또는 태양 등의 중력을 이용해 전진해 나간 것이다.

하지만 터널이나 통로의 복잡한 배열을 닮은 우주 고속도로를 이용하게 될 경우 우주선은 그간 이용하지 않았던 행성과 그 위성들간의 중력관계의 이점을 이용할 수 있게 된다.

미국 캘리포니아주 패서디나에 소재한 NASA의 제트추진연구소 마틴 로 박사는 "우리는 일반적으로 우주가 비어있는 상태라고 생각하지만 실제로는 그렇지 않다. 태양의 중력이 잡아 당기는 힘을 발휘하고 있다는 것과 같은 맥락에서 우주는 지구와 달 그리고 다른 행성들이 지속적으로 서로를 잡아 당기는 중력으로 차 있다"고 말한다.

그는 "우리의 이론이 이런 중력의 궤적을 정확히 산출할 수 있는 수준까지 발전되어 있으며 행성체들과 태양 주변의 패턴까지 알 수 있는 단계에 올랐다. 이것이 바로 우리가 행성간 초고속도로라고 부르는 것으로 여러 방면에서 활용할 수 있는 이론"이라고 덧붙였다.

로 박사에 따르면 태양계의 많은 곳이 서로 간의 중력 작용으로 인해 결국 중력이 작용하지 않게 되는 지점이 되고 이 지역은 우주선이 에너지를 거의 소비하지 않고 지나갈 수 있는 통로 구실을 하게 된다.

"이런 지역은 에너지가 거의 소모되지 않는 효휼적인 통로를 만드는데 이런 통로는 태양계의 모든 행성과 위성들의 중력에 의해 만들어진다"고 로 박사는 말한다.

혼돈이론이라고 불리는 수학의 한 분야에 의존하는 로 박사의 계산 결과는 일반인에게는 이해하기 어려운 것일 수도 있다. 그러나 로 박사의 이런 계산 결과는 동료 연구자들로부터 훌륭하며 전도 유망한 것으로 평가받고 있다.

텍사스주 휴스턴에 위치한 NASA의 존슨 우주 센터에서 근무하는 동 쿠키 박사는 "로의 연구 업적은 사람이나 로봇을 이용해 저궤도에서 연구를 수행하는 우주 비행에 있어 획기적인 단순화를 가져왔다"고 평가한다.

쿠크 박사는 "이런 단순화는 더 적은 수의 위성으로 더 넓은 범위를 커버할 수 있는 결과를 가져온다"고 덧붙였다.

우주고속도로의 각 부분을 계산해 내기 위해 로 박사는 비행 가능한 모든 우주 항로를 지도화 했다. 이 항로들은 다양한 천체들이 중력의 균형을 이뤄 어느 쪽의 중력도 미치지 않는 지역을 관통하게 된다.

발사직전 보잉 로켓에 실려있는 제네시스호.

NASA의 제트추진연구소는 "밧줄을 만들기 위해 꼬여진 실처럼 비행 가능 항로들은 우주 공간에서 관(管)의 형태로 존재한다"고 밝혔다.

로 박사는 이미 진행중인 프로젝트에서 우주 비행 코스를 만든 바 있다. 그는 코스를 만들 때 지구와 달 사이의 중력작용을 고려한 항로를 이용했다.

태양 폭풍 속에 날려다니는 미립자들을 수집하기 위해 지난 8월 3년 일정으로 발사된 제너시스호 프로젝트에 관계하기도 했던 로 박사는 "연료 절약이 훨씬 안정적이며 저렴한 우주 비행을 가져올 것"이라고 전망했다.

그는 "중력장이 제로가 되는 곳에서 제너시스호는 조금의 연료라도 소모할 필요가 없다. 하지만 우리는 아직 비행 중에 일어날 수 있는 수많은 변수들을 통제할 수 없기 때문에 항로의 일부분을 교정해야만 한다"고 말했다.

로 박사는 초고속도로를 가능케 할 영구적인 우주 기점들이 미래에 나타날 것이라며 이는 같은 길로 우주 탐험을 할 인류에게 정거장 구실을 하게 될 것이라고 전망했다.

과거 우주 연구자들은 이미 소행성이나 혜성의 항로를 포함 우주 항로에 관한 연구를 해왔다. NASA는 예를 들어 슈메이커-레비와 같은 혜성은 "그것이 궤도를 벗어나 거대한 목성의 인력권으로 향했을 때" 목성과 충돌했다고 설명한다.

몇몇 과학자들은 6천5백만년 전 지구에 충돌해 공룡을 멸종시킨 킬러 소행성도 당시 이런 우주 고속도로를 따라 유영중이었을 것이라는 이론을 제기하고 있다.

Richard Stenger (CNN) / 박치현 (JOINS)

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