천문연 연구팀, 우주먼지와 충돌 회피하는 방법 제시
[아시아경제 정종오 기자] 태양계에서 약 4.37광년 떨어진 알파 센타우리. 우리 항성계에서 가장 가까운 별이다. 거리로 따지면 약 43조7000억㎞ 떨어져 있다. 지난해 4월 억만장자 유리 밀너와 물리학자 스티븐 호킹, 페이스북 공동설립자 마크 저커버그는 알파 센타우리까지 우주선을 보내는 '스타샷 프로젝트'를 시작했다.
광속의 20%(초속 약 6만㎞)까지 속도를 내는 우주선을 만들어 알파 센타우리까지 약 20년 만에 도착하겠다는 목표를 제시했다. 문제는 우주가 진공을 돼 있는데 수소와 헬륨, 먼지가 존재한다는 것이다. 광속 20%의 속도에서 매우 작은 먼지와 충돌도 매우 큰 우주선 손상으로 이어진다.
티엠 황 박사팀은 스타샷 프로젝트에서 제시한 광속의 20% 속도 우주선의 경우 우주공간에 있는 마이크론(micron, 1/1000mm) 크기의 먼지입자나 무거운 원소의 원자들도 치명적 위협이 될 수 있다고 지적했다. 우주공간이 고(高) 진공이기는 한데 완벽한 진공이 아니라 먼지와 가스입자 등 성간물질이 존재한다는 것이다.
연구팀이 분석한 결과 알파 센타우리까지 수소나 헬륨 원자는 대략 10의18승 정도로 계산됐다. 이 중에서 약 1.3% 정도는 수소나 헬륨 이외의 무거운 원소들이 분포돼 있는 것으로 알려졌다. 먼지의 경우 대략 10의5승 정도로 추정됐다.
연구결과를 바탕으로 티엠 황 박사팀은 초소형 우주선을 보호하기 위한 방법들을 제안했다. 하나는 원통형이나 직육면체 등과 같이 우주선 진행 방향의 단면을 작게 만드는 것을 제안했다. 우주선의 표면적이 작을수록 우주 먼지로부터 피해를 덜 받게 된다. 두 번째 방법은 그래핀과 같이 녹는점이 높고 강한 소재로 얇은 차폐막을 이중으로 만들어 우주선을 보호하는 안을 제시했다.
티엠 황 박사는 "이번 연구는 광속으로 우주여행을 할 때 고려해야 할 사항을 천문학적 관점으로 분석한 것"이라며 "연구 결과가 가까운 미래 우주선을 설계하는 데 기여할 수 있기를 기대한다"고 말했다.
한편 스타샷 프로젝트(Breakthrough Starshot)는 '브레이크스루 프라이즈'라는 과학단체가 제안한 계획으로 외계 태양계인 알파 센타우리로 초소형 우주선 1000대를 보내는 프로젝트를 말한다.
이 프로젝트에 활용되는 우주선은 반도체 칩 크기이고 빛을 반사하는 소재로 된 얇은 돛이 달려 있다. 카메라, 항행, 통신, 동력 장치 등이 탑재된다. 로켓에 이 나노우주선들을 탑재해 지구에서 약 100만㎞ 떨어진 곳에 가져다 놓으면 돛이 펼쳐지고 지구에서 돛에 레이저 광선을 쏘아 우주선을 움직인다.
이 프로젝트는 우주선 기술 개발과 발사에 20년이 걸리고 발사 후 알파 센타우리까지 20년 걸쳐 도착한다. 우주선이 알파 센타우리에 도착한 후 보낸 전파가 지구에 도달하는 데는 4.37년이 걸려 총 45년이 걸릴 것으로 예상하고 있다.
알파 센타우리(α Centauri)는 지구에서 태양 다음으로 가장 가까운 별이다. 센타우루스 자리에서 가장 밝다. 육안으로는 하나로 보이는데 알파 센타우리 A 별과 알파 센타우리 B 별, 프록시마 센타우리(Proxima Centauri) 별로 이뤄진 항성 시스템이다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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