일론 머스크의 2022년 화성 식민지 건설 계획

 

2008년 일론 머스크가 전기차 회사 테슬라의 첫번째 모델인 로드스터를 출시했을 때 전기자동차에 대한 일론 머스크의 비전은 간단명료했습니다.

 

“‘기존 자동차만큼 좋은’게 아니라 ‘기존 자동차보다 좋은’ 전기차를 만들자!”

 

이 간단한 비전으로 시작한 테슬라는 놀랄 만큼 빠르게 기존 자동차 시장에 침투해 전기 자동차 시장을 개척해나가고 있습니다. 현재 테슬라의 시가 총액은 미국 최대 자동차 제조사인 포드의 시가 총액을 웃돌고 있습니다.

 

일론 머스크의 또 다른 회사 SpaceX 또한 이에 못지 않게 단순한 비전을 가지고 우주항공 산업을 하고 있는데요, SpaceX에 대한 머스크의 비전은 다음과 같습니다.

 

“인류가 단행성 종족인 것보다 다행성 종족인 미래가 훨씬 더 흥미진진할 것이다!”

 

많은 사람들은 머스크의 이런 허무맹랑한 비전에 지금도 코웃음을 칩니다. 일론 머스크의 팬인 필자도 이런 비전이 공상에 가깝다는 것은 잘 알고 있습니다. 하지만 그의 혁신가로서의 진짜 실력은 이런 비전을 제시하는 것이 아니라 이 비전을 현실로 만들어가는 능력에 있습니다.

 

영화 인터스텔라나 마션을 일론 머스크가 너무 많이 본 것 같다는 의문을 품어볼 만 하다.

 

지난 주인 9월 28일 호주에서 열린 2017년 국제 우주 대회(International Astronautical Congress)에서 일론 머스크는 이 비전을 실현하기 위해 SpaceX가 2022년까지 실행에 옮길 구체적인 활동 계획을  발표했습니다. 여러가지 구체적인 내용을 짚어보면서, 과연 일론 머스크의 비전에 현실성이 있을지 여러분이 직접 판단해보세요!

 

IAC 2017 강단에 나선 일론 머스크(사진=SpaceX)

1. 2022년까지 화성에 두 번의 화물 운송 미션 완수

일론 머스크가 인류를 다행성 종족으로 만들기 위해 가장 먼저 생각하고 있는 정복지는 화성입니다. 머스크는 화성 식민지에 대해 담대한 포부를 가지고 있고, SpaceX의 모든 타임라인을 화성 식민지 건설 계획에 맞추고 있습니다. 여러 타임라인 중 가장 중요한 지표들이 바로 화성으로의 우주선 발사 계획인데요, SpaceX는 2022년까지 앞으로 5년 동안 두 번 이상의 화성 탐사 미션을 목표로 하고 있습니다. 이 두 미션에서 먼저 SpaceX는 식민지에 필수적인 물 자원의 존재 여부를 확실시하고 식민지 건설의 위협 요소들을 체크한다고 합니다.

 

SpaceX의 2022년 & 2024년까지의 화성 탐사 발사 계획(사진=키노트 발췌)

 

그 다음 2024년까지 SpaceX는 총 네 차례의 발사를 더 계획하고 있습니다. 이 중 두 번은 식민지 건설에 필요한 물자 수송을 하고 나머지 두 번에 걸쳐 사람을 보낸다고 합니다. 이 기간 동안에 화성 식민지에서는 에너지를 생산할 수 있는 발전 플랜트와 지하 시설 건설도 함께 진행될 예정입니다.

2. 지금까지 개발해온 SpaceX의 모든 로켓을 하나의 로켓으로 대체

화성 식민지 건설의 첫 단추만 해도 이렇게 거창한데, 이 타임라인을 맞추기 위해서는 기술도 기술이지만, 무엇보다도 자원이 넉넉하게 필요할 것입니다. SpaceX는 지금까지 많은 로켓을 개발해오며 기술 수준을 높여왔고, 여러 로켓 추진체들을 가용 중이지만 일론 머스크는 이제 SpaceX의 비용 구조를 더 효율적으로 만들기 위해 모든 로켓들을 점차적으로 폐기하고 하나의 로켓으로 통일할 것이라고 합니다.

 

모든 기존 SpaceX 로켓을 대체할 새로운 BFR 로켓의 스펙

 

이 로켓에 대한 구체적인 모습과 스펙도 공개되었습니다. BFR이라고 하는 이 로켓은 지금까지 SpaceX가 개발한 Falcon 9, Falcon Heavy 등 여러 로켓보다 훨씬 큰 크기를 가질 것입니다. 일론 머스크는 BFR의 크기가 화성 탐사를 위해 필요한 최소한의 크기인 동시에 기존의 지구 저고도를 향한 발사 미션에도 실용적이라고 밝혔습니다.

 

기존 로켓들과 BFR 로켓의 적하 능력 및 발사 비용 비교

 

BFR이라는 이 로켓을 여러 용도에 다 부합하게 설계하고 100% 재사용 가능하도록 설계함으로써 SpaceX는 기존에 사용하던 Falcon 9, Falcon Heavy, Dragon Capsule 등의 모델을 모두 대체할 수 있을 것으로 보입니다. BFR의 설계는 이미 한창 진행되었고 향후 6~9개월 안에 BFR 제작에 돌입할 예정입니다.

 

3. 항공기 수준의 고 신뢰성 확보

SpaceX의 로켓 추진체 기술은 세계 최고 수준의 안정성을 확보했습니다. SpaceX는 올해부터 벌써 발사에 사용된 추진체를 다시 불러들여 안정적으로 착륙시킨 후 다음 미션에 재사용하고 있습니다. 이렇게 추진체를 수거할 때 SpaceX는 보통 해상에 있는 드론쉽 위에 추진체를 보조 다리의 지지를 받는 상황에서 착륙시킵니다. 추진체가 착륙을 하는 과정에서 균형을 잃을까봐 보조 다리를 사용하는 건데요, 이제 착륙 기술이 너무 안정적이라 다음 버전의 시스템에서는 다리를 아예 제거한다고 합니다.

 

SpaceX Falcon 9 로켓 추진체의 착륙 과정

 

일론 머스크는 로켓 시스템의 안정성 확보에 있어서 중요한 다른 여러가지 기술도 함께 공개했습니다. 예를 들면 가장 폭발이 빈번한 연료 탱크의 인장 강도 실험 결과도 공개했고, SpaceX에서 개발한 로켓 엔진의 최장 연소 시간이 화성 착륙에 필요한 40초의 2.5배인 100초에 달한다는 사실도 강조했습니다. 머스크는 로켓 시스템이 하나의 운송수단으로 자리잡기 위해서는 항공 여객기 수준의 신뢰성을 확보해야 한다고 강조했고, 머지 않아 SpaceX가 그 수준에 도달할 것이라고 주장했습니다.

 

SpaceX 로켓 연료 탱크의 인장 강도 실험

4. 우주 정거장과의 랑데부와 도킹 자동화

많은 로켓이 발사 항로 중 거치는 우주정거장에 로켓이 완전히 정거하기 위해서는 랑데부라는 궤도 통일 과정과 선체를 정거장에 완전히 결합하는 도킹 과정이 필요합니다. SpaceX의 우주선 또한 앞으로도 많은 미션을 국제우주정거장(ISS)를 거치며 수행하게 될 것이고 이 프로세스를 효율적으로 만들기 위해 다음 버전의 운송 화물 캡슐인 Dragon 2에는 랑데부와 도킹 자동화 기능을 탑재할 예정입니다. 현재 버전의 Dragon 캡슐은 아직 ISS의 도킹 보조 장치인 Canadarm의 도움을 받아 도킹을 진행합니다.

 

Canadarm의 도움을 받아 ISS에 도킹하고 있는 Dragon 캡슐

 

5. 화성 탐사의 전초지가 될 달 정거장 - Moon Base Alpha

5번부터 7번까지 마지막 세 개의 계획은 아직 구체적인 계획보다는 비전에 가깝게 보일 수도 있습니다. 하지만 발표가 될 때마다 청중들이 박수와 환호성을 지를 만큼 멋진 계획들이라는 점은 부인할 수 없을 겁니다.

 

Moon Base Alpha의 렌더 이미지

 

먼저 일론 머스크는 향후 장기적인 우주 식민지 개척에 있어서 전초기지 역할을 할 달 정거장 Moon Base Alpha의 렌더 이미지를 공개했습니다. Moon Base Alpha는 1970년대에 인기 많았던 영국의 SF 시리즈에서 따온 이름입니다. 화성 식민지 건설에 앞서서 Moon Base Alpha 기지를 먼저 완성하겠다는 게 머스크의 설명입니다. 이 기지는 SpaceX 뿐만 아니라 NASA를 비롯한 여러 우주항공기관과 협력으로 개발될 예정이고, 우주선이 장기간 우주 탐사를 위한 준비를 할 수 있는 전초기지로서의 역할을 할 예정입니다.

6. 화성 식민지의 구체화된 모습 - Mars City

Mars City의 렌더 이미지

 

화성 식민지의 궁극적인 모습인 Mars City를 어떻게 개발해나갈 것인지에 대해서도 머스크는 언급했습니다. 앞서 설명했듯이 제일 기초적인 작업은 화성에 표면 폭발과 같은 재난이 일어났을 시에 대피할 수 있는 지하 시설 개발부터 시작됩니다. 그 다음 지구로부터 사람과 물자를 교환할 수 있는 정거장 작업이 완료되면, 본격적으로 정거장을 여러 우주선이 이착륙할수 있도록 확장하면서 식민지 도시를 확장해나갈 예정입니다.

7. 로켓을 지구 내 원거리 교통수단으로 사용

머스크가 가장 중요하다고 생각하는, 마지막에 발표한 SpaceX의 계획은 바로 SpaceX의 로켓을 우주 탐사에만 사용하는게 아니라 지구 내 운송수단에도 활용한다는 것입니다. SpaceX의 로켓을 이용하면 서울-뉴욕 간 이동처럼 항공기로 한나절 이상씩 걸리는 장거리 여행을 30분 내외로 단축할 수 있을 것입니다. 머스크는 이가 실현되었을 때 기존의 이런 장거리 여행이 어떻게 바뀔지를 보여주는 렌더 영상을 공개했습니다.

 

 

SpaceX BFR 로켓을 활용한 지구 내 장거리 여행 시나리오

 

테슬라와 Hyperloop의 연장선 상에서 일론 머스크는 빠른 이동수단의 현실화에도 우주 식민지 건설 못지않게 굉장히 관심이 많습니다. 특히 SpaceX가 만약에 이렇게 장거리 운송 산업으로 진출할 수 있게 된다면 기존의 유일한 수익 모델이었던 인공위성 발사 위탁 사업 외에도 SpaceX는 더 규모가 크고 확실한 수익 모델을 얻게 됩니다. 이런 캐시카우를 등에 업는다면 SpaceX는 우주 식민지 개척을 훨씬 더 안정적이고 수월하게 진행할 수 있을 것입니다. 다만 문제는 이런 지구 내 우주항공의 시대를 여는 데에만 해도 최소 십수년의 시간은 필요로 한다는 것이겠죠.

 

 

*일론 머스크의 전체 키노트 영상은 여기서 보실 수 있습니다.

 

 

참고기사

TechCrunch, Everything SpaceX revealed about its updated plan to reach Mars by 2022
TechCrunch, SpaceX aims to replace Falcon 9, Falcon Heavy, and Dragon with one spaceship
TechCrunch, Elon Musk shares images of “Moon Base Alpha” and “Mars City” ahead of IAC talk