미국항공우주국(NASA)은 인류가 현존하는 기술로 화성까지 가는 데 약 500일 정도가 걸릴 것으로 예상해 왔다. 그러나 캐나다 맥길대학 연구진은 레이저를 사용해 수소연료를 가열하는 ‘레이저-열 추진’(laser-thermal propulsion) 시스템을 이용하면 이 시간을 45일까지 단축시킬 수 있다고 주장했다.
레이저-열 추진 시스템은 지구에서 발사하는 대형 레이저를 사용해 우주선에 전력을 전달하고, 이를 추진력으로 이용하는 방식이다.
일반적으로 단 45일 만에 화성에 도착하려면 핵분열 시스템을 이용하는 로켓을 동원해야 한다고 생각했다. 이 경우 빨리 목적지에 도착할 수는 있지만, 우주선에 탑승한 우주인도 지구 발사장 인근 지역도 다량의 방사선에 노출될 수 있다.
맥길대학 연구진의 레이저-열 추진 시스템은 태양계 내에서 빠르게 이동할 수 있는 동력을 제공할 뿐만 아니라, 더 안전하고 저렴하게 우주를 이동할 수 있다는 점에서 학계 관심을 받아왔다.
2016년에는 태양계에서 4.37광년 떨어진 알파 센타우리에 우표 크기의 우주 선단을 보내는 일명 브레이크스루 스타샷 프로젝트가 공개된 바 있다. 우주선에 달린 얇고 가벼운 특수 돛에 강력한 레이저 광선을 쪼여 그 힘으로 우주선을 날아가게 하는 원리였다.
다만 레이저-열 추진 방식으로 우주선을 빠르게 나아가게 하려면 전력 소모가 매우 큰 고출력 레이저를 사용해야 한다는 단점이 있다.
이어 “우주에서 이동 시간을 줄이면 우주비행사들의 방사선 노출량도 줄어든다. 더욱 안전한 화성으로의 여행을 기대할 수 있다”고 덧붙였다.
다만 연구진은 레이저가 가열될 때 고온을 버틸 수 있을 만한 레이저 외벽을 건설해야 하며, 초대형 레이저 기술은 대부분 초기 단계에 있는 등 해결해야 할 숙제가 남아있다고 밝혔다.
자세한 연구결과는 온라인 사전출판 논문집 ‘아카이브’(arXiv)에 공개됐다.
송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr [서울신문] 입력 2022.02.17.