우주 여행

 문자 그대로 인류의 우주여행이 가능해진 것은 19세기 중반이었습니다. 천문학적인 비용이 필요한 만큼 개인 단위의 여행이 아닌 국가적인 투자가 경쟁적으로 이루어지면서 우주를 연구하며 자국의 기술력을 기반으로 이루어졌습니다. 무인 우주선에서부터 시작하여 점차 개나 원숭이 등의 생명체를 우주로 쏘아 올리면서 종국에는 사람을 지구 밖으로 보낼 수 있는 유인 우주선의 발사에 성공하게 됩니다. 

스페이스 셔틀

 

우주여행의 시작

 아주 오래전부터 지구의 인류는 별과 항성, 행성들을 관측하면서 우주로의 진출을 꿈꿔왔습니다. 관측 기기의 도움으로 확인할 수 있는 지구 밖으로 나가 직접 시료를 채취하고 이론과 가설의 입증에 도움이 될 실질적 데이터를 수집하는 것은 천문학자만이 아니라 모든 분야의 과학자들의 염원이었습니다. 사람이 직접 우주선에 탑승할 만한 기술이나 정보가 부족할 때에는 각종 기기들을 실어 보냈으며 이후에는 사람을 대신할 동물들의 탑승으로 유인 우주선 개발이 시작됩니다. 개발 초기에는 기술력과 정보의 부족으로 발사 자체가 실패하거나 궤도를 벗어나지 못하고 장비와의 통신이 끊기면서 유실되는 등 다양한 형태를 실패를 경험하게 됩니다. 이러한 과정을 거치면서 구소련과 미국의 경쟁은 우주 진출에 관련된 여러 기술과 과학의 발전을 촉발하였습니다. 당시 최강대국이자 여러 분야에서 경쟁하던 두 국가는 누가 먼저 유인 우주선의 운용을 가능하게 하는지에 몰두하여 많은 성과를 이루게 됩니다. 

 

우주여행의 종류

 항공 우주 비행과 관련해 제조, 개발 기술이 발전하고 국가뿐만이 아니라 민간 기업들이 참여하면서 군이나 연구원으로서 우주비행사들만 가능했던 우주여행이 민간인들에게도 가능해졌습니다. 각국의 관련 사기업들도 늘어났는데 대표적인 회사로는 미국의 스페이스 X, 영국의 버진 갤럭틱 , 미국의 블루 오리진이 있습니다. 이 회사들도 막대한 투자를 하며 로켓을 발사하거나 모선을 이용해 일정 고도 이상의 높이에서 재점화하여 궤도에 진입하는 방식등을 사용해 우주여행에 성공했습니다. 발사체의 차이뿐 아니라 민간 기업들의 비행선들이 도달한 고도의 차이가 있어 진정한 의미의 우주여행에 해당하는지에 대해서는 논란이 있을 수도 있으며 국제항공연맹은 지상 100킬로미터, 미항공우주국의 기준에 따라 지상으로부터 80킬로미터 이상은 우주로 규정하고 있음을 참조하길 바랍니다. 이처럼 고도를 기준으로 분류할 때는 80킬로미터 까지는 고고도여행으로 불리며 로켓의 도움 없이 여객기를 이용해 도달가능한 고도입니다. 100킬로미터 고도까지 진입하는 준궤도 여행의 경우는 앞서 서술했듯이 로켓이 아닌 모선을 활용해 궤도선의 준궤도 진입을 보조하는 방식을 사용하기 때문에 로켓을 사용하는 여행에 비해 비용을 절감했습니다. 이 방식을 사용했던 버진 갤럭틱 사의 비행은 준고도 높이까지는 도달하지 못하고 고고도여행의 범위에서 그쳐 우주여행에 포함이 될 수 있는지에 대해서는 의견이 분분합니다. 이후 블루 오리진의 준궤도 여행이 성공하면서 민간 기업들의 우주여행 성과가 가시화됩니다. 국내에서도 민간 우주여행에 대한 시도가 있었으나 별 다른 성과 없이 사업을 종료하였습니다. 준궤도 여행 이외에도 지구 궤도상의 여행도 존재합니다. 흔히 궤도여행이라고 부르는데 민간 기업인 스페이스 어드벤처가 소유즈 로켓을 이용해 위성인 달을 보고 돌아올 수 있는 여행 상품을 운영 중입니다. 비슷한 성격으로 과학자 출신들이 설립한 골든 스파이크에서는 달 착륙이 가능한 여행을 기획하기도 했습니다. 하지만 최초로 궤도 진입에 성공하고 로켓의 회수 및 재사용까지 많은 부분에서 성공을 이뤄낸 민간 기업은 미국의 스페이스 X였습니다. 게다가 연구가 아닌 여행이라는 관점에서 본다면 버진 갤럭틱이나 블루 오리진의 비행 및 우주 체류 시간이 단시간에 그쳤다면 스페이스 X의 우주여행은 무려 3일간 이루어졌다는 점에서 큰 차이가 있다고 할 수 있습니다.

 

화성 여행

 인접해 있는 태양계의 행성 중 여러 가지 이유로 인해 여행 대상지로 꼽힌 행성은 화성이었습니다. 지구의 바로 옆에 있는 이웃 행성이기도 하고 다른 인접 행성인 금성의 극악한 대기와 고온의 기온을 생각하면 최선의 선택지가 아니었나 싶습니다. 민간 우주 항공 기업들이 등장하면서 미국의 스페이스 X는 궁극적으로 우주여행의 안전성을 높이고 비용을 감소시키는 목표로 발전해 왔습니다. 최종적으로는 인류의 화성 이주를 목표에 도달했는데 지구 귀환이 가능한 캡슐, 우주 발사체의 엔진 펠컨 시리즈, 재사용이 가능한 발사체 등을 개발하고 있습니다. 

 

우주여행의 미래

  태양계 내의 행성 간 여행뿐만이 아니라 다른 행성계와 은하를 오가는 우주여행이 가능해질 것으로 예상합니다. 물론 현재의 화학 엔진 기술로는 한계가 명확하지만 이온엔진이라고 부르는 비화학 엔진 계열 전기 추진 장치의 상용이 가능 해지고 다른 기술적인 보완이 이루어진다면 불가능의 영역은 아닙니다. 이러한 이온구동계 추진체는 일본의 우주항공연구기구에서 발사한 일본 최초의 소행성 탐사선인 하야부사가 비활성 기체인 제논을 이온화하여 추력을 얻는 방식으로 사용한 전례가 있습니다. 또한 개발 중인 초저고도 위성에도 중량을 줄이는 한편 하야부사와 같은 이온 엔진을 사용할 것으로 보이는데 이는 초저고도에서는 위성과 연료의 중량으로 인해 고도 유지가 어렵기 때문입니다. 현재의 기술로서는 유인 우주선에의 활용은 불가능하며 가속 부분에 단점이 있어 우주인이 탑승하는 궤도선의 로켓에는 쓰이지 않고 있습니다.