우주를 ‘과학적’으로 접근하기 - 『스페이스 러시』

스페이스 러시 - 우주여행이 자살여행이 되지 않기 위한 안내서
크리스토퍼 완제크 지음, 고현석 옮김 / 메디치미디어 / 2021년 2월

우주를 ‘과학적’으로 접근하기 - 『스페이스 러시』

이 책은?

이 책 『스페이스 러시』는 <우주여행이 자살여행이 되지 않기 위한 안내서>이다.

우주와 우주 여행에 관하여 거의 모든 것을 다루고 있다고 할 수 있다.

저자는 크리스토퍼 완제크 (Christopher Wanjek ), <NASA의 수석작가로 활동했다. 2006년부터 NASA 고더드 우주센터에서 근무하면서 우주의 구조와 천체물리학의 진화를 주제로 많은 글을 썼다. 천문학과 물리학에 관한 500편 이상의 글이 《워싱턴 포스트》, 《스카이 & 텔레스코프》, 《라이브 사이언스》 등에 실렸다.>

이 책은 <세계적인 과학 매거진 《스켑틱》의 발행인 마이클로부터 “아이작 아시모프 이후 우주 탐사에 관한 최고의 책”이라는 평을 받기도 했다.>

이 책의 내용은?

우주 여행, 우주를 배경으로 하는 소설은 낭만적이다.

무대만 우주일뿐, 지구에서 벌어지는 모든 일들이 그대로 일어난다. 그런데 거기에서 숨 쉬는 것은 과연 가능할까? 달 또는 화성에 기지를 건설하고 거기에서 살아가는 것이 가능하기는 한 것일까?

실제는 다를 것이다. 그러면 무엇이 다를까?

그 대답이 여기 이 책에 들어있다.

먼저 중력문제. 

20세기 중반 일부 과학소설 작가들은 무중력이 건강에 도움을 줄 것이라고 추측했다.

혈액순환이 더 좋아지고, 관절염은 역사 속으로 사라지며, 요통은 영원히 치유되고, 노화 자체의 속도도 늦어질 것이라고, 할머니를 우주에 모셔가기만 하면 모든 게 해결될 판이었다.(80쪽)

그러나 실제는 달랐다.

하지만 우리는 이런 장밋빛 시나리오가 말이 안 된다는 걸 우주계획 초기부터 어느 정도 눈치채기 시작했다.

무중력 상태에서 고작 며칠만 지내도 사람들의 몸은 약해졌다. 그래도 지구로 돌아온 다음에는 회복됐다. (80쪽)

이게 실상이다. 우주가 그렇게 만만한 게 아니라는 것이다.

이 책은 그런 우주의 실상을 다루고 있다. 그래서 부제가 <우주 여행이 자살 여행이 되지 않기 위한 안내서>인 것이다.

이 책에서 다루고 있는 내용은 다음과 같다.

프롤로그―화성 여행이 자살 여행이 되지 않기 위해

Chapter 1.―지구: 인류가 달 너머로 진격하지 못한 이유들

Chapter 2.―카운트다운: 우주여행 점검하기

Chapter 3.―지구 궤도: 만만치 않은 우주여행 1단계

Chapter 4.―달: 지구의 위성이여, 우리가 돌아왔다

Chapter 5.―소행성: 신세기의 골디락스

Chapter 6.―화성: 붉은 행성에서 감자 먹기

Chapter 7.―태양계 너머 무한한 공간으로 진격하라

에필로그―지구에 돌아오신 것을 환영합니다

자, 그럼 이제 우주 여행을 떠나보자.

먼저 우주선을 우주로 쏘아 올리는 일부터 시작하자.

우주선을 하늘로 쏘아 올려 지구밖으로 보내야 한다. 그래야 달이고 화성이고 갈 것 아닌가?

먼저 우주선은 그저 비행기가 이륙하는 것처럼 붕 뜨는 게 아니다.

로켓에 실어 보내서 지구의 대기권을 벗어나야 하는 것이다.

우주로 진입하기 위해서는 먼저 지구가 만든 중력 우물(gravity well)에서 벗어나야 한다.

지구의 중력은 시공간 구조에 우물, 즉 움푹 들어간 공간을 깊게 파놓고 있어 그 우물 안에서 공을 던져 약 160 킬로미터 높이의 대기권 밖으로 내보려면 초속 1.8 킬로미터의 속도로 던져야 하는데, 이는 음속의 다섯 배에 해당한다. (111쪽)

그런 속도를 내기 위해선 로켓의 추진력이 어느 정도여야 하는지, 짐작이 될 것이다.

해서 로켓 질량의 90%가 연료로 채워져 있다.

8%는 연료를 담는 금속케이스가 차지한다. 2% 만이 우주공간으로 진입한다. (114쪽)

그러니 우주로 물건을 보내기 위해서 얼마만큼의 비용이 소용되는지 알 수 있는 것이다.

그런 일부터 시작하여 수많은 문제들이 도사리고 있는 게 우주 여행이다.

그럼에도 불구하고 일론 머스크가 운영하는 <‘스페이스 X’는 2017년에 유료 승객을 싣고 총 18회에 걸쳐 팰컨 9를 발사했으며, 2018년에는 한 달에 두 번을 발사했다.> (125쪽)

우주여행이 갖고 있는 문제점들을 하나 하나 극복해 나가고 있다는 이야기고, <수년간에 걸친 테스트와 투자 후에 돈이 들어오고 있는 것이다.>

이 책은 지금 우주를 둘러싸고 어떤 일들이 벌어지고 있는가를 아주 구체적으로, 그리고 자세하게 살펴보고 있다. 

몇 가지 적어둔다.

우주 공간은 진공에 가깝기 때문에 저항도 거의 없다. 움직이고 있는 물체는 계속해서 움직인다. (110쪽)

공중 급유, 그리고 도킹

비행기와 비행기가 하늘에서 만나 공중급유를 하는 장면, 사진으로 본 적이 있다.

하늘에서 비행기가 다른 비행기에세 기름을 넣어주는 것이다.

그럴 때 만약 그 중에 한 대가 흔들린다면?

그런 상상보다 훨씬 더 힘든 것은 우주선의 도킹이다.

국제우주정거장의 궤도 속도는 시속 약 27,600킬로미터다. 국제우주정거장과 도킹하려는 우주선은 적어도 시속 27,600킬로미터로 움직여야 국제우주정거장을 따라 잡을 수 있다...... 시속 27,600킬로미터로 달리면서 창문을 내리고 옆에서 당신을 따라잡고 있는 사람이 내민 커피 잔을 한 방울도 흘리지 않고 손으로 잡으려 하는 상황을 상상해보자. 국제우주정거장이 우주선과 도킹하는 상황이 딱 이렇다. (110쪽)

우주 엘리베이터는 우주 접근 비용을 가장 낮출 수 있는 수단이다. 시스템이 구축되기만 하면 킬로그램당 몇 달러 정도밖에 들지 않을 것이다. 화물을 케이블에 붙여 지구 정지궤도에 있는 플랫폼으로 올려보내기만 하면 된다. (154쪽)

인류의 상상력이 대단하다. 하늘에 엘리베이커를 세울 생각을 하다니!

그러나 그런 상상력이 실현되기에는 아직 멀었다는 것이 중론이다.

우주 엘리베이터는 현재의 기술 범위에 가까스로 들어있는 상태다. 36,000 킬로미터 길이의 케이블이 있어야 하는데, 현재로서 이 정도의 길이와 질량을 감당할 수 있는 케이블 소재는 탄소 나노 튜브 밖에 없다. 탄소 나노 튜브는 강철보다 최소 17배, 케블라보다 30 배 강하다. (155쪽)

그러나 현재까지 만들어진 가장 긴 탄소 나노 튜브는 0.5 미터다.

그러니 못미쳐도 한참을 못미치는 길이다.

그러나 우주 엘리베이터는 지구보다는 달 또는 화성에서 더 가능성이 있다고 한다. 달이나 화성에서는 중력이 약해 지구에서처럼 케이블이 강해야 할 필요가 없기 때문이다.(155쪽)

다른 많은 것들은, 직접 책을 참고하시라.

다시, 이 책은?

이 책은 매우 구체적이다. 해서 공상과학 소설에 나오는 허황된 희망 같은 것은 언급하지 않는다. 예로 워프 속도로 여행하는 텔레포트 (순간 이동) 같은 것, 지구 밖에서 지구 보다 호화롭게 살 가능성에 대해서는 분명하게 선을 긋는다. (23쪽)

그래서 이 책이 믿음이 가는 것이다.

현재 시점에서 어떤 것이 가능하고, 어떤 것이 문제가 있으며, 어떤 것은 그저 공상에 불과하다는 것을 분명하게 밝혀주고 있으니, 우주를 ‘과학적’으로 접근하고 있는 책이다.