[사이언스리뷰] 우주여행 대중화의 길

로켓 15번 쏘면 한 번꼴 사고
아직은 목숨 건 위험한 여행
안전성 대폭 높이는 게 우선
억만장자들만의 잔치 안 되게
여행경비도 대폭 낮춰야

얼마 전 우리나라는 미국과 정부 차원의 우주협력협정을 체결했다. 2020년을 목표로 추진 중인 무인 달탐사 프로젝트에서 미국과의 기술협력 범위가 확장될 것으로 예상된다. 심우주 통신 및 항법, 달 탐사선 추적, 심우주 지상국 활용 등 우리가 경험하지 못한 우주탐사 관련 기술에 대한 협력이 가능할 것이다.

요즘 미국, 유럽 및 러시아 등에서는 우주여행 상업화를 위한 노력을 경주하고 있다. 우주여행은 기본적으로 달탐사나 국제우주정거장 건설과 같은 유인우주탐사 기술 기반이 있어야 한다. 항공여행을 위해서는 하늘을 나는 운송수단인 항공기가 필요하다. 라이트 형제가 세계 최초의 비행을 성공한 해가 1903년이니 한 세기 이전의 일이다. 지난 한 세기 동안 항공기의 성능과 안전성은 엄청난 진전을 이루었다. 현재 상용 여객기로 비행하면서 사고로 여행객이 죽을 확률은 0.000014%에 불과하다.

장영근 한국항공대 교수·항공우주기계공학

우주는 하늘의 연장선상에 있다. 통상 우주는 고도 100km 이상으로 정의한다. 우주여행을 위해서는 우주에서 비행이 가능한 운송수단이 필요하다. 현재까지 우주에서 운송수단으로 개발된 유일한 비행체는 로켓이다. 미국의 로버트 고다드 박사가 현대식 액체로켓을 최초로 시험발사한 것이 1926년이었다. 하지만 아직도 일반 대중에게 우주여행은 꿈과 같은 일이다. 천문학적인 비용을 들여야 극히 제한적으로 가능한 상황이다. 모든 운송수단은 엔진의 동력이나 추력으로 움직인다. 지상 운송수단과 항공기는 연소를 위한 산화제로 공기에 존재하는 산소를 사용한다. 이에 운반체에 산화제를 별도로 적재할 필요가 없다. 공기가 없는 우주에서 로켓이 작동하기 위해서는 연료뿐만 아니라 산화제를 동시에 탑재해야 한다.

로켓은 항공기에 비해 아직도 안전성과 신뢰도가 낮다. 통상 무인 로켓은 평균 15회에 1회 정도 사고를 경험한다. 지금은 폐기된 미국의 대표적인 유인우주선인 우주왕복선은 30년의 비행 동안 135회의 임무를 수행했다. 이 중 두 번의 폭발사고로 약 1.5%에 해당하는 사망 사고율을 보여줬다. 여객기 사고율의 10만배에 해당한다. 이러한 사고율이 우주여행 대중화를 막는 결정적인 요소이다.

미국의 사업가인 데니스 티토가 2001년 세계 최초의 민간 우주여행을 했다. 그는 러시아의 소유스 유인우주선을 타고 국제우주정거장을 방문하는 데 스페이스 어드벤처사에 2000만달러를 지불했다. 이후 2009년 가이 라리베르테가 일곱 번째로 우주여행을 했다. 당시 3500만달러를 지불했다. 이후 현재까지 더 이상의 상용 우주여행자는 없다. 고도 100km를 올라 무중력을 경험하고 둥근 지구의 경치를 즐길 수 있는 지구 준궤도 여행이 실질적인 우주여행의 첫 시장이 될 것으로 보인다. 실제 비행시간은 30분 안팎이 될 전망이다. 버진 걸랙틱, 블루 오리진, 스페이스X와 같은 민간 벤처회사는 우주여행사업의 실행을 위해 다양한 로켓을 개발 중이다. 버진 걸랙틱은 올해 100km 고도에 6명의 우주여행객을 왕복시키는 사업을 시작할 예정이다. 2014년 10월 시제품 로켓의 시험비행 중에 조종사 1명이 추락해 사망하는 사고가 있었다. 지난해 6월 스페이스X사도 시험 로켓이 실패하며 상용 우주여행 계획의 후퇴를 맛보았다.

일단 우주여행이 안전하고 적정 비용이 되면 일반 대중도 우주여행을 할 것이다. 초기의 상용 우주여행자는 지구 궤도를 비행하고 하루나 이틀 정도 머물 것이다. 지구 궤도에서 여행자들은 무중력을 경험하고 아마도 사진을 촬영하며 망원경을 통해 주위를 보며 즐길 것이다. 우주여행자들은 우주에서 멀미를 경험할 수 있는 기회도 얻을 것이다. 미래의 우주여행은 달을 일주하고 궁극적으로 화성을 방문하는 일정도 포함할 것이다. 하지만 본격적으로 우주여행이 대중화되려면 안전성, 신뢰성, 적정한 여행비용이 담보돼야 한다.

장영근 한국항공대 교수·항공우주기계공학