화성까지 한달반..'핵추진 우주선' 뜬다

[경향신문]

핵추진 로켓을 장착한 우주선의 상상도. 원자로를 사용해 현재 사용하는 화학로켓보다 더 빠르게 이동할 수 있다. 미국항공우주국(NASA) 제공

미 국방부, 설계 기업 3곳 선정
기존 화학로켓보다 빠르고 민첩
7개월 소요 화성행 시간 단축 기대
원자로 안전성 등 여전히 숙제

2025년 지구 저궤도에 핵추진 로켓을 단 우주선이 등장할 것으로 보인다. 현재 사용하는 화학로켓보다 속도가 빨라 화성 등 우주를 향한 새로운 교통수단의 본격적인 등장으로 이어질지 주목된다.

미국 군사매체 디펜스뉴스는 지난주 미 국방부 소속 고등연구계획국(DARPA)이 2025년까지 지구 저궤도에 띄울 우주선을 설계할 기업으로 제너럴아토믹스와 블루오리진, 록히드마틴을 선정했다고 전했다. DARPA가 만들려는 우주선의 가장 큰 특징은 핵추진 로켓이 장착된다는 점이다. 현재 사용되는 우주선들은 ‘화학로켓’을 달고 있다. 액체수소나 등유 등을 산화제에 섞어 태울 때 나오는 연소가스를 밖으로 밀어내는 힘으로 비행한다. 화학로켓은 20세기 중반부터 현재까지 이어지고 있는 전통적인 우주선 추진 방식이다. 핵추진 로켓은 핵분열로 생기는 열로 수소를 기체화해 노즐로 내뿜는다. 원자로를 쓰는 점이 화학로켓과의 가장 큰 차이점이다.

핵추진 로켓의 장점은 빠른 속도다. 화학로켓을 쓰면 화성 도착까지 7개월이 걸리지만 핵추진 로켓으로는 1개월 반에서 3개월이면 족하다. DARPA가 핵추진 로켓을 단 우주선을 지구 궤도에 띄우려는 것도 화학로켓보다 더 빠르고 민첩하게 움직일 수 있어서다.

핵추진 로켓은 향후 우주개발 경쟁에서 중요한 변수가 될 것으로 보인다. 화학로켓으로 화성 등 장거리 천체로 비행하려면 다량의 연료를 탑재할 거대한 덩치가 불가피해 기술과 비용 측면에서 효율이 떨어진다. 이 때문에 이미 러시아와 중국, 영국 등이 핵추진 로켓을 개발 중이다. 미국도 미국 항공우주국(NASA) 차원에서 핵추진 로켓 개발을 추진해 왔다.

문제는 안전성이다. 핵추진 로켓은 사실 1950년대부터 검토됐지만, 속도가 지지부진했던 이유는 바로 안전성 때문이었다. 과학계에선 최근 이 문제가 상당히 개선됐다는 평가가 나온다. 지난 수십년간 먼 우주를 향해 발사한 인공위성이나 지상 로버에 원자력으로 전력을 공급하는 시스템을 탑재한 경우가 많았는데, 이런 시도를 통해 기술적인 노하우가 쌓였다는 것이다. 이창진 건국대 항공우주정보시스템공학과 교수는 “과학계에선 추락해도 방사선이 새지 않을 정도로 로켓을 튼튼하게 만드는 기술을 진척시켜 왔다”며 “핵물질을 최대한 적게 쓰는 기술도 같이 발달하고 있다”고 말했다.

하지만 자국 영토 위의 지구 궤도를 원자로를 탑재한 우주선이 지나갈 경우 불안감을 제기하는 국가가 있을 가능성은 상존한다. 게다가 우주선에 핵물질을 어느 정도 실을 수 있는지, 어떻게 관리해야 하는지 등을 규정한 명확한 국제규범이 없는 상황이어서 향후 논란이 제기될 수도 있다.