박종진
일론 머스크의은 총중량이 약 5천 톤 정도 나가는데 대부분이 추진에 사용되는 연료와 산화제다. 우주 탐사에 필요한 고작 150톤 정도의 화물을 지구 밖으로 보내려고 그렇게 무거운 로켓을 발사한다.
우주 항공산업에 이바지한 과학자는 수없이 많다. 그중에서도 가장 원조 격이라고 생각되는 사람은, '지구는 문명의 요람이지만, 누구라도 언젠가는 그 요람을 떠나야 한다.'라는 유명한 말을 남긴 러시아의 콘스탄틴 치올콥스키다. 1857년생인 그는 다단계 로켓 개념을 처음으로 생각했고, 궤도 엘리베이터란 상상 속의 아이디어를 꿈꾼 사람이기도 하다.
1903년에 치올콥스키는 '로켓 방정식'이라는 수식을 만들었는데 이는 우주선을 궤도에 올려놓는 데 필요한 연료의 양과 로켓 무게에 관한 공식이었다. 그런데 짐을 더 실을수록 늘어난 짐의 무게뿐만 아니라 거기에 필요한 연료도 더 들어가게 되므로 짐의 무게가 늘어날수록 연료도 더 채워야 하고 늘어난 연료 무게 때문에 또다시 연료가 더 필요하게 되어 결국, 우주여행이 힘들어진다. 사람들은 이러한 모순을 로켓 방정식의 저주라고 했다.
치올콥스키는 파리 만국 박람회 때 보았던 에펠탑에서 영감을 얻어 로켓보다 훨씬 경제적인 방법으로 지구 중력에서 탈출할 방법을 상상했다. 발사 때마다 돈이 많이 들어가는 로켓 대신 엘리베이터를 이용하는 아이디어였다. 지상에서 우주 궤도까지 올라가는 엘리베이터를 만드는 것은 초기 비용이 엄청날 수 있다. 하지만 매번 소모되는 로켓 발사보다 처음 한 번 투자한 후 계속 사용하는 것이 더 효과적이라는 생각에서다.
이 정지 궤도에 우주 정거장을 만들어서 지구 표면까지 고정한 후 왕복하는 엘리베이터를 설치하면 엄청난 연료를 태우는 로켓에 비해 훨씬 경제적일 것이라는 생각이다. 처음에는 지상에서부터 탑을 쌓아 정지 궤도까지 올라가려고 했는데 건축 공학적으로 불가능한 아이디어였다. 나중에 정지 궤도에 떠있는 우주 정거장에서 지상으로 내려오는 공법을 생각해 내기는 했지만, 워낙 두 곳 사이의 공간이 서로 멀리 떨어져 있어서 문제가 많았다. 철골은 강도도 떨어지고 무게가 너무 나간다는 단점이 있어서 처음부터 배제되었고 탄소 신소재를 이용하려고 하는데 아직 실현할 수 있는 단계는 아니다. 넘어야 할 산이 너무 많고 험하다.
우여곡절 끝에 엄청난 돈과 기술로 우주 엘리베이터가 완성되었다고 해도 안전 관리가 쉽지 않다. 서울에서 부산까지의 거리의 약 100배에 달하는 길이를, 그것도 땅 위가 아니라 수직으로 하늘을 향해 올린 구조물이기 때문에 바람이나 번개 같은 날씨의 영향을 받을 것이고, 상층부는 우주 공간을 떠다니는 파편에도 노출되며, 구조물 부식도 문제다. 어쨌든 현대 과학 기술로도 우주 엘리베이터는 여전히 공상 과학 수준이다. (작가)
박종진