콜롬비아호가 비춰준 미래|우주로 넓혀진 인류생활권

우주왕복선「콜럼비아」호의 성공이 의미하는 것을 한마디로 요약하면「우주를 탐험하던 시대에서 우주를 이용하는 시대」로 바꿔놓았다는 것이다.
인간이 우주를 이용한다지만 거기에는 3개의 단계가 있다.
1단계는 저고도지구궤도에 물체를 띄워 활용하는 방법이다. 저고도궤도라면 지상 약2백㎞에서 1천㎞에 이르는 공간을 말한다.
이 궤도에는 군사위성, 자원 및 통신·기상위성, 천체망원경, 우주정거장, 우주공장 등의 설치가 적합하다.
군사위성을 비롯한 자원·기상위성 등은 너무 높은 궤도에 올라가면 사진의 해상력문제가 있어 오히려 부적합하다.
그 때문에 대부분 지상 2백∼3백㎞범위에서 지구를 남북으로 선회하면 궤도를 갖게된다. 지구를 남북으로 선회하면 지구의 자전 때문에 한자리만을 돌고 있어도 하루에 한번은 전 지구를 커버할 수 있게 된다.
천체망원경은 지상 5백㎞궤도에 설치하면 우주에서 오는 입자를 채집할 수 있고 망원경의 시계를 방해하는 물질이 없어 충분하다.
외계여행을 위한 우주정거장도 저고도궤도에 설치, 작은 로키트로 유인탐색선을 가까운 천체에 쏘고, 다시 돌아오게 할 수 있다. 의약품인 유로키나제와 인터페론·합금·컴퓨터용 초순도 실리콘 단결정을 만들 수 있는 우주공장은 보통 10의 마이너스 8제곱 정도의 진공상태가 되어야 고순도·저가의 제품을 생산할 수 있는데 4백20㎞고도에서는 간단히 10의 마이너스 9제곱의 진공용 얻을 수 있어 제품의 질이 좋아지고 단가도 싸진다.

<우주이용은 3단계로>
이밖에도 이 궤도에는 우주군사령부와 적의 위성이나 대륙간탄도탄(ICBM)을 증발시켜 버릴 수 있는 레이저 발사기지나 입자충전발사무기 등의 기지를 만들 수 있다.
인간이 이용하는 2단계의 궤도는 지상 3만6천㎞의 정지위성궤도다. 이 궤도에 쏘아 올린 물체는 지구의 자전속도와 같은 24시간만에 1선회를 하므로 지상의 한 지점에서 보면 항상 그 자리에 서있는 위성이 된다. 그 때문에 우주궤도 중에서도 가장 유용한「우주의 황금노선」으로 불리고 있다.
이 궤도에 설치할 수 있는 것은 통신위성·우주발전소·기상위성 등이다.
이 위치에 떠있는 통신위성은 3개만 가지고도 전지상과 연결이 가능하다. 앞으로의 통신위성수요는 기하 급수적으로 늘어날 전망이어서 이 궤도에 대한 국가간의 경쟁이 치열할 것이 예상된다.
80년도 러시아워에 통신위성이 처리한 정보는 1초에 2천5백40메가비트(비트는 컴퓨터의 경보처리단위)였지만 90년에 이르면 20배인 4만9천7배 메가비트가 되며, 2천년에는 무려 6백배에 가까운 12만1천3백 메가비트가 된다.
우주태양열 발전소도 이 궤도를 쓰게된다. 이 궤도의 발전소가 갖는 장점은 하루 24시간 중 8분 정도만 지구 그림자에 들어가 나머지 시간에 발전이 가능할 뿐 아니라 지구상 일정지역에 계속 전기를 공급할 수 있는 것이다.
현재 미국은「보잉」및「그루먼」항공기 제작회사가 태양광 발전계획용 세우고 있다.

<황금노선 될 정지궤도>
「보잉」이 계획은 넓이 64평방㎞(울릉도의 넓이는 72평방㎞)에 발전용량 1천만㎾(우리나라의 총 발전 시설용량은 9백80만㎾)를 갖는 빨래판 모양의 발전소를 만들고 발전소 양쪽에 마이크로파 안테나를 달아 지상으로 송전하는 계획을 짜고 있다. 발전소는 적도상공에서 지구를 동서로 돌게된다.
지상에서는 지름 8∼12㎞의 마이크로파수신 안테나를 설치, 전파를 다시 전기로 바꾸는 계획으로 짜여있다.
기상위성은 1개로 지구의 절반을 커버할 수 있어 저궤도 기상위성과 함께 일기예보의 중요한 역할용 해내고 있다.
우주이용의 세번째 단계는 지구궤도 밖의 전체를 활용하는 것이다.
이 방법의 대상으로 첫번째 등장하는 전체는 지구에서 불과 38만㎞밖에 떨어져 있지 않은 달.
달 표면의 물질은 규소 18%, 알루미늄 6.5%, 마그네슘3%, 철·니켈·코발트 3%로 되어있어 광물자원을 많이 갖고있다.
2000년대 중반의 얘기지만 현재 계획하고 있는「달마을」은 인구 1만명 정도를 수용할 수 있는 반원형 돔식의 형태를 갖게 된다.
달에는 물이 없지만 암석을 가열해 물을 얻을 수 있는데 달의 암석은 많은 것은 30%, 적은 것은 10%정도의 물을 함유하고 있어, 이 암석을 섭씨7백30도정도로 가열하면 물을 얻어낼 수 있다.
달 다음의 계획으로는 화성과 목성사이에 있는 작은 행성을 자원으로 쓰는 방법이 계획되고 있다.
그러나 미 항공우주국(NASA)의 전문가가『이제 우리는 새로운 시도를 시작한 단계에 있다』는 말처럼「콜럼비아」호의 성공은 1단계인 저궤도를 값 싸고 손쉽게 이용할 수 있는 길을 여는 시작에 불과하다.

<본격이용은 아직 멀어>
군사·기상·통신·자원위성 등의 설치는 간단히 해결되지만 우주기지·태양광 발전소 등은 90년∼2000년에 가서나 가능하게 된다.
우주발전소는 모두 10만t의 재료가 들어 32t을 싣는 스페이스셔틀로는 3천의 이상의 비행이 필요하다. 이번 발사비용 1천만 달러로 계산해도 3백억 달러가 넘는 돈이다. 그래서 한번에 5백50t을 싣는 대형 우주 왕복선이 계획되고 있다. 그 이외에도 우주공간에서 활동하기 위해서는 제트분사 크레인 등이 만들어져야 한다.
또 저궤도에서 조립된 발전소는 다시 로키트에 의해 3만6천㎞까지 옮겨져야 기능을 발휘할 수 있게 된다.
1인당 운임인 6만 달러를 내고 단지 우주에 올라갔다 내려오는 것은 5년 내에 실현되겠지만 많은 사람들이 우주시설을 이용하기까지에는 아직도 오랜 시간 참고 기다려야만 한다. <최정민 기자>