어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요. 김지윤 기자입니다. 최근에 여러 나라와 기업들이 로켓을 쏘아 올리고 있죠? 하지만 한번 쏘아 올리는데 드는 비용이 후덜덜하죠. 그래서 이런 문제점을 고안해 비용이 적게 드는 로켓을 개발 중인 기업이 있다고 하는데요, 저와 함께 알아보시죠!

우리가 지금까지 우주로 물체를 보내려면 일단 중력부터 이겨야겠죠? 지구 중력 영향을 벗어나려면 탈출속도 초속 11.2KM로 가야합니다!

그니까 발사 이후 1분 안에 음속을 돌파하는 속도죠. 엄청 빠르지 않나요? 이것 외에 대기 저항까지 극복해야 합니다. 그래서 인류는 로켓을 개발했습니다. 그런데 로켓 1단 부분의 무게만 해도 중량 2000톤이 넘습니다. 거의 연료가 차지하고 있죠. 로켓 총 무게를 예를 들어 3000톤이라고 하면 그 로켓에 실을 수 있는 물건은 전체 무게의 3.93% 밖에 되지 않습니다. 약 118톤 정도죠. 일론 머스크의 스페이스 x가 나오기 전에는 1단 로켓은 일회용으로 쓰고 버렸습니다. 사실상 엄청난 낭비였죠? 그래서 옛날 아폴론 프로젝트에 쓰인 돈만 해도 무려 340조원이나 들었습니다. 하지만 지금은 재사용을 하면서 1회 발사 비용이 10분의 1이나 줄었다고 하네요. 최종적으로 정리하면 로켓은 비싸고, 연료가 많이 필요하고, 무겁습니다.

그래서!! 생긴 스타트업 기업이 스핀런치입니다. 작동원리는 의외로 간단한데요, 여러분 돌팔매 아시죠?

출처: https://www.christiantoday.co.kr/news/346448

끈에다가 돌을 묶고 돌려서 확 나버리면 돌이 원심력을 이용해 날라가는데요, 이거와 똑같은 원리로 로켓을 우주에 쏘겠다고 한다는 기업이 스핀런치입니다. 이게 가능한가? 하실 수도 있는데요, 실제 스핀런치는 작년 10월 1단 로켓 엔진없이 연료를 전혀 태우지 않고도 로켓을 고도 100km까지 올리는데 성공 했습니다. 조금 더 자세히 작동원리에 대해 알아보겠습니다.

출처: https://teknonel.com/spinlaunch-centrifuge-launched-flight-test-vehicle/

호루라기처럼 생긴 이 물체가 바로 거대 원심분리기입니다. 그냥 거대 세탁기인 셈이죠. 하지만 다른 점이라면 내부가 완전히 진공입니다. 약 1시간 30분동안 원심분리기를 돌리서 최대 속도로 올리면 최대 속도가 무려 시속 8000km, 마하6.5가 되는데요, 만약 공기가 원심분리기에 있으면 공기저항 때문에 잘 돌아가지 않습니다. 그래서 안에서 잘 돌아가도록 하기 위해 진공인 것이죠.

이렇게 쏘아진 로켓은 고도 60km, 성층권너머 중간권까지 도달하면 그때부터 궤도 속도를 내기 위해 엔진을 점화하는 것이죠. 

이런 스핀런치의 가장 큰 장점은 바로 경제성과 친환경성입니다. 비용 대부분을 차지하는 1단 로켓이 필요없기 때문에 기존 로켓 대비 연료 4배, 비용 10배 절약이 된다고 하네요. 그리고 쏜 로켓도 재활용 할 수 있도록 연구 중이죠.

출처: https://bbs.ruliweb.com/community/board/300143/read/54682245

이제 친환경으로 넘어가죠. 한 연구에 따르면 로켓을 발사할 때 발생하는 환경오염이 비행기 이륙의 100배 오염이 된다고 합니다. 스페이스 x의 펠컨9을 보면 한번 발사 할 때마다 등유112톤을 사용합니다. 또 이산화탄소 배출량이 336톤이나 됩니다. 이 정도면 자동차로 전 세계 70바퀴를 돌 수 있는 수준입니다. 하지만 스핀런치는 이에 비해 엄청나게 환경적인 것이죠.

이렇게 스핀런치에는 큰 장점이 있죠, 하지만!! 단점도 있는 법이죠. 엄청난 속도로 발사체를 회전 시키다 보니까 중력가속도가 10000G!!가 넘습니다. 사람이 12G만 느껴도 쓰러져 기절하는 정도인데 10000G면 인간이 넘볼 수 없는 엄청난 힘 입니다. 사람이 타면 뼈와 살이 분리되겠죠? 그 이유 때문에 유인 로켓은 불가능인 것이죠. 그래서 스핀런치는 인공위성 발사용으로만 쓸 예정이라고 하네요.

출처: https://bbs.ruliweb.com/community/board/300143/read/46890745?

지난 4월에는 카메라를 탑재한 로켓을 발사했다고 합니다. 이 발사 때는 시속16000km, 고도7620, 비행시간 82초 였습니다. 그런데도 카메라는 멀쩡했다네요. 스핀런치는 google,airbus 등 유명한 기업에 투자를 받고 있습니다. 또 지난 2월에는 나사와 계약을 맺었습니다. 앞으로 계획은 2024년까지 상용화를 하는 것이라네요.

오늘은 스핀런치에 대해 알아보았는데요, 미래에 어떤 결과를 줄지 궁금하네요. 이상 김지윤 기자였습니다.