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지구 환경변화에 대처하기 위해 사회기반시설에 대한 연구는 물론 각 산업 분야에서는 기후변화 대응 기술연구로 바쁘다. 각 분야 전문가들이 모여 이상기후, 환경오염 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 도전적이고 다양한 과학기술적 대응 방안을 모색하기도 한다. 인류의 편안한 삶에 기여하는 승강기산업 역시 이러한 흐름 속에 함께하고 있다.
글 황수철(한국승강기대학교 교수, 한국승강기학회 회장)


폭염·폭우에 노출되지 않고 이동 가능한 수단
지구의 기후가 변화하면서 인간생활에 가장 영향을 미치는 부분은 사람의 공간이동이다. 현재 목적지로의 이동을 위해
서는 주거공간에서 나와 엘리베이터를 타고 주차장에 주차되어 있는 자동차를 이용하여 볼일이 있는 장소의 건물 주차장에 내려서 해당 층의 업무공간으로 이동하여야 한다. 이러한 번거로운 이동절차를 단순화시켜 주거공간에서 업무공간으로 이동할 수 있는 수단이 필요할 수밖에 없다. 게다가 폭염, 폭우 등의 기상 악화 상황에서 사람이 직접 걸어서 외부로 이동하는 것보다 승강기 하나만으로 손쉽게 이동한다면 어떨까? 이러한 상상을 가능하게 해줄 수단이 바로 공간이동형 엘리베이터이다.
최근 독일의 티센크루프엘리베이터에서 ‘멀티’라고 명명하는 엘리베이터를 개발하여 빌딩 내 수직이동과 수평이동을 한 번에 하게 만들어 빌딩 내에서 공간이동을 원스톱으로 해결하게 되었다. 이를 좀 더 발전시켜 동일 빌딩이 아닌 타지역의 공간까지 원스톱으로 이동할 수 있는 공간이동 엘리베이터의 개발이 현실화 되리라 생각된다. 물론 이러한 공간이동 엘리베이터의 개발은 자동차를 이용한 도로교통과는 별개로 지하 또는 공중의 교통과 연계하여 개발되어야 할 것이다.


탑승자 파악하고 재난상황 시 신속 대응
최근 초고층 빌딩의 건축이 활발해지면서 그러한 마천루에 걸맞는 속도의 초고속엘리베이터 요구가 커지고 이에 따라 지금까지의 엘리베이터 기술핵심은 초고속의 속도제어기술이었다고 볼 수 있다. 그러나 로프식 엘리베이터의 구조적인 행정거리 한계는 1000m 정도라고 본다. 1000m가 넘지 않는 빌딩에 대해서 더 이상의 초고속기술은 그다지 의미가 없다고 볼 수 있다. 따라서 이 시대에 로프식 엘리베이터를 바탕으로 한 엘리베이터의 기술발전의 흐름은 편의성과 신속성을 목적으로 한 IoT접목형의 스마트엘리베이터 기술의 발전이라고 볼 수 있다. 앞으로의 대부분의 엘리베이터는 군 관리 시스템(Group Control)을 기본으로 하고 스마트기능을 탑재하여 이용자가 가장 편하고 쉽게 이용할 수 있도록 만들게 될 것이라 생각된다.
건축물이 스마트빌딩으로 태어나면서 엘리베이터도 스마트기능의 요구가 급격하게 증가하고 있는 것이다. 이미 국내에서도 많은 기능의 편의성을 탑재한 스마트엘리베이터가 출현되고 있다. 아파트의 외출 시에 세대 내에서 엘리베이터를 호출하는 기능을 홈오토메이션에 탑재, 퇴근 시에 주차장 진입에 차량번호를 인식하여 엘리베이터가 주차장에 대기하고 해당 거주층에 자동으로 행선 등록하여 운행, 오피스빌딩의 ID카드 호출기능과 사무실층 자동 행선등록 기능, 호텔의 객실 카드키로 해당층 행선 등록기능, 두 손을 모두 사용 중이어서 호출하기 힘든 경우를 대비한 풋 호출기능, 그리고 음성인식 행선등록 기능 등 아이디어만 있으면 대부분 실현이 가능하게 되고 있다. 그리고 최근에 많이 적용하고 있는 목적층 예약기능은 많은 빌딩에서 큰 효과를 보고 있는 대표적인 스마트엘리베이터의 기능이라고 할 수 있겠다. 이러한 스마트기능은 탑승자의 신원과 행선지를 파악하고 있으므로 재난 발생 시 최적화된 맞춤 대응이 가능할 수 있다는 점에서 미래 기술로 꼽을 수 있다.


오염된 외부공기 막고 공기 정화 기능 탑재
온실가스, 미세먼지 등으로 외부출입 시 반드시 마스크를 써야 하는 실정이니 엘리베이터 내에서 쾌적한 호흡을 할 수 있는 환경의 클린엘리베이터가 필요하다. 클린엘리베이터에는 에어컨 등 공기청정시스템이 필수이다. 과거의 에어컨을 탑재한 엘리베이터는 냉각에 따른 결로수 발생으로 물이 많이 모이게 되면 물을 버리는 구조와 기능이 있어야 하였으나 최근에는 결로수를 증발시키는 기술이 개발되고, 소형 엘리베이터용 에어컨이 개발돼 탑재되기도 한다.
지진 안전지대로 알았던 우리나라도 최근 잇단 강도 높은 지진이 발생해 이에 대한 대비가 시급하다. 지진관제 기능을 탑재한 지진용 엘리베이터가 반드시 필요하다. 또한 지진, 태풍 등으로 발생할 수 있는 해일, 침수 등에 대비해 해안지역에 설치되는 엘리베이터에는 물이 일부 침수되어도 기본적으로 피난운전이 가능한 해일·홍수 대처용 엘리베이터가 설치 되어야 한다.


화재로부터 안전한 승강기 필요
기후변화 따른 폭염으로 크고 작은 화재까지 일어날 수 있어 화재에 대비한 엘리베이터 기술도 필요하다. 현재 국내 안전기준에는 소방구조용 엘리베이터와 피난용 엘리베이터가 설치되어야 한다고 규정하고 있다. 이러한 용도의 엘리베이터 운행기능과 동작기준을 보다 정확하고 명쾌하게 조사·연구되어 지침이 만들어져야 한다.
더 크고 시급한 문제는 일반 승객용 엘리베이터에 대한 화재 발생 시의 대처 기능이다. 국내의 법규에는 소방구조용과 피난용은 규정하고 있지만, 일반 승객용 엘리베이터의 경우 건물 화재 발생 시 엘리베이터에 타고 있는 승객의 피난을 위한 대처, 추가 탑승으로 인한 카 내 인명사고를 방지하기 위한 언급이 없다. 일본에서는 건물의 화재 발생 시 가장 우선적으로 적용하는 원칙은 모든 엘리베이터의 피난운전이다. 일반 승객이 탑승하고 있는 모든 엘리베이터는 발생한 건물의 화재로 부터 대피하는 피난운전(화재운전)을 하여 어떤 층에도 정지하지 않고 건물의 피난층으로 바로 이동한다. 승객을 피난층에 모두 내리게 만들고, 비상용 엘리베이터는 소방관의 운전에 따라 운행 가능하도록 대기하고, 나머지 일반 엘리베이터는 운행불능으로 만들어 추가로 호출하여 엘리베이터를 타고자 하는 승객의 카 내 질식 등을 방지한다.
이 외에도 기후변화에 따른 생활 패턴과 환경 변화에 대응해 미래 승강기 기술은 로프에 의한 한계를 뛰어넘는 자기부상
을 이용한 로프리스 엘리베이터 기술, 가스의 누출이나 화학 물질이 오염된 환경에서도 폭발이나 화재의 위험 없이 정상적으로 운행될 수 있는 방폭 엘리베이터 기술, 이상 고온과 이상 저온에서도 기능을 충분히 발휘할 수 있는 전천후 엘리베이터 기술 개발이 더욱 필요하다고 본다.

 

 

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국민 안전과 직결되는 사회기반시설에서 기후변화에 대한 연구와 적용은 필수적이다. 우리나라의 기후변화 징후는 어떻게 나타나고 있으며 이에 대비한 사회기반시설 연구의 필요성과 방향을 알아본다.
글 정상섬 교수(연세대학교 기후변화적응형사회기반시설연구센터장)

우리나라에 발생한 기후변화로 인한 재해들
국내 기후변화에 의해 발생되는 가장 대표적인 기상이변은 바로 기온과 강우의 변화라고 할 수 있다. 2000년 이후에 우리나라의 도시재해 발생 현황을 살펴보면 집중호우와 태풍에 의한 재해가 급격하게 증가하였다. 대표적으로 2001년에 서울에 집중호우가 왔고, 2002년에 태풍 ‘루사’, 2003년에 태풍 ‘매미’ 그리고 태풍 ‘에위니아’, ‘나리’, ‘산바’ 등 거의 매년 반복적으로 태풍에 의한 많은 피해가 발생했다. 또한 2018년 유례없는 폭염현상의 지속으로 극한의 기상 현상을 경험하였다. 일 최고기온이 33℃ 이상인 날이 2일 이상 지속될 경우 폭염주의보가 발효된다. 환경부 기후변화보고서에 따르면 2040년에는 서울에서만 폭염 사망자가 지금의 두 배를 넘을 것이라는 전망도 있었다.
한편 도시기반시설물을 구축했음에도 불구하고 매년 재해가 발생하는 것은 이러한 폭염, 침수 등에 의한 피해들이 하나의 원인에 의한 것이 아니라 복합적인 원인에 의해 일어나기 때문이다. 이처럼 동시다발적으로 발생하는 복합적인 피해는 기후변화가 진행되면서 점점 더 증가할 것이다.


기후변화로 인해 변화가 필요한 사회기반시설
기후변화는 자연재해뿐만 아니라 사회기반시설에도 큰 영향을 미친다. 한 예로 우수시설의 기준을 50년에 한 번 있는 폭우에 맞춰 설치한 경우, 비슷한 수준의 폭우가 자주 발생하는 현재와 같은 상황에서 이 기준은 무용지물이 된다. 예상치 못한 폭염에 대비되어 있지 않은 레일에 휨이 발생하여 기차의 탈선이 발생할 수도 있다. 따라서 사회기반시설 또한 기후변화에 적합하게 변화해야 하며, 이에 맞는 새로운 설계기준이 필요하다. 사람의 안전을 우선적으로 고려하여 설계되는 모든 사회기반시설은 작은 변화에도 안전성이 무너질 수 있고, 이는 필연적으로 막대한 재산피해 및 인명피해를 초래할 수 있다. 사회기반시설은 이러한 기상현상 및 기후변화와 밀접한 관련이 있기 때문에 과거와는 상당히 다른 형태로 나타날 가능성에 대비해야 한다.
국내 사회기반시설의 기후변화 영향에 대해서는 각 기후변화 영향인자 및 사회기반 대표시설물 별로 살펴보면 다음과 같다.


기후변화에 대응한 사회기반시설 전망과 예측
기후변화에 의한 영향 및 취약성 증대가 가장 심한 분야가 국토-해양-환경 분야이므로 기후변화에 대한 체계적이고 종합적인 대응 전략의 수립이 시급한 실정이다. 전략의 수립은 기후변화 관측 및 예측을 통한 영향 및 취약성 평가의 수행과 이에 따른 적응대책 수립의 순서로 이루어진다. 적응 부문은 정책적 조치가 요구되는 계획적 적응을 중심으로 구조적 대책, 비구조적 대책, 저감, 이렇게 크게 3가지로 분류할 수 있다.
아래 적응전략에서 제시한 3가지 외에 사회적 대책으로서 정부·지자체 차원에서 기후변화 관련 법 규정 정비, 기후변화 대응 가이드라인 제시가 있어야 할 것이며, 승강기산업을 포함한 모든 산업계에서는 기후변화 신산업 발굴과 함께 기후변화 적응 및 저감을 동시에 해결할 수 있는 기술 개발에 노력해야 할 것이다.

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굳이 뉴스 보도를 통하지 않아도 우리 주변, 그리고 생활 속에서 기후변화는 이미 감지되고 있다. 계절과 강수량의 변화, 산사태, 폭염, 가뭄, 수온 상승, 빙하 붕괴 등 이상 징후들은 지구촌에 기후 변화가 이미 심각한 상태로 진행되고 있음을 보여주는 시그널이다. 기후변화는 인류에게 이제 피할 수 없는 당면과제가 됐다.
정리 편집부 참고 기상청 <2018년 이상기후 보고서>, 「기후변화와 환경의 미래」(이승은, 고문현 저/21세기북스)


기후변화, 미세먼지, 지구온난화 현상
이제는 익숙해져버린 ‘기후변화’라는 말은 ‘약 10년에 걸쳐 나타나는 기후의 평균적인 변화’를 나타내는 말로 지속적인 가뭄이나 폭염, 혹한 등 극단적인 날씨를 불러와 우리 삶에 지대한 영향을 미친다. 기후변화는 당장 토지와 식량 생산을 방해해 인류의 식량 안보를 위협하고 있는데 이미 전 세계 인구의 10% 이상이 영양부족 상태에 있고, 이를 피해 국경을 넘는 이주가 이뤄지고 있다는 경고도 있다.
겨울에도 연일 하늘을 뒤덮은 극심한 미세먼지로 인해 ‘삼한사온(三寒四溫)’이라는 우리나라 겨울철 기후 특징은 ‘삼한사미(三寒四微)’라는 신조어로 대체됐다. 마스크 판매량이 급증하여 거리에는 마스크, 심지어 방독면을 쓴 사람들을 심심치 않게 보게 되는 등 기후변화는 우리의 소소한 일상까지 바꿔가고 있다.
뜨거워진 지구로 생물의 다양성은 사라져가고 동식물의 생존 역시 위협받고 있다. 글로벌 자연보호단체 세계자연기금(WWF)는 지난해 3월,지구온난화로 인해 아마존·마다가스카르 등 다양한 동식물이 서식하는 곳에서 최고 50%의 생물 멸종이 발생할 수 있다고 밝히기도 했다. 과연 이대로라면 지구에서 살아가는 모든 생명체에게 미래는 있을까?


1℃ 상승할 때마다 예상되는 변화
「기후변화와 환경의 미래」(이승은, 고문현 저/21세기북스)에서 저널리스트인 마크 라이너스는 지구 평균 기온이 1℃ 상승하면 만년빙이 사라지고 사막화가 심화되면서 기상 이변 현상이 더욱 빈번하게 나타날 것이라고 했다. 지구 평균 기온이 2℃ 상승하면 대가뭄과 대홍수가 닥치고, 북극의 빙하가 녹으면서 북극 항로가 개척된다. 3℃ 상승은 아마존의 사막화와 뉴욕의 침수가 일어나고 해안 지역 침수로 인류의 대이동이 일어난다는 예측이다. 4℃ 상승은 시베리아의 영구 동토층을 녹게 하고, 남극의 얼음을 사라지게 한다.
영구 동토층 붕괴와 관련해서는 무시무시한 보고도 있다. 영구 동토층 붕괴로 여기에 갇혀 있던 고대 바이러스가 깨어날 수 있다는 주장인데 실제로 지난 2016년 러시아 서시베리아의 야말로네네츠 자치구에서 영구 동토층에 동면 중이던 탄저균 바이러스가 폭염에 깨어나 순록 2,300여 마리가 떼죽음을 당하고 주민 8명이 감염, 12세 목동 1명이 사망하기도 했다. 2004년 이후 빙하 속에서 고대 바이러스가 발견된 사례는 4차례가 넘는 상황이다. 또한 영구 동토층에 갇혀 있던 메탄이 분출하면서 지구 온도는 5℃ 상승하고 식량과 물을 확보하기 위한 투쟁이 일어나며 6℃ 기온 상승으로 인류를 포함한 모든 동식물들은 멸종한다는 비극적인 결말을 예고하고 있다.


기후변화를 넘어선 기후위기 시대
기후변화는 어느덧 기후위기, 기후붕괴로 우려되고 있다. 이제 미래의 기후변화를 정확하게 예측하고 이에 대응하는 기술은 인류의 생존능력이 되었다. 지속가능한 생존을 위해 각국은 기후변화의 원인을 규명하고 기후변화의 진행을 예측하고 있다. 이와 함께 온도 상승의 폭을 최대한 낮출 수 있도록 각국의 탄소 배출을 규제하고 있으며 신기후체제에 능동적으로 대응하기 위한 자구책 마련에 집중하고 있다.
지난 7월 열린 ‘2019 대한민국 기술기후대전’에서 문미옥 과기정통부 제1차관은 “국가 기후기술 연구개발을 지속적으로 지원하여 세계를 선도할 수 있는 핵심원천기술을 확보하는 한편, 안전하고 깨끗한 에너지 환경 사회를 이끌어 가는데 기여하겠다.”고 밝혔다. 이상기후로 인류에 역습을 가하는 환경과 공존을 위해 각계 분야에서는 상당한 노력이 필요한 때다. 승강기산업 역시 예외일 수는 없다.

 

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승강기는 통상 건물 내 교통수단(Traffic System in Building)으로 다루어져 왔으며, 다소의 예외는 있으나 큰 변화는 없었다. 그러나 로켓추진체에 의지하여 우주를 탐험하던 인류는 ‘우주정거장까지 엘리베이터를 타고 가면 어떨까’라는 꿈을 꾸기 시작했다. 정말 꿈같은 일이 아닐 수 없다. 우주엘리베이터에 대한 꿈, 어디까지 왔을까?
글 고영준(한국승강기대학교 교수)



각국의 우주엘리베이터
우주엘리베이터를 상상하는 곳 중 하나는 우주 개발을 가장 선도적으로 한다고 볼 수 있는 미국의 나사(NASA)이다. 나사는 우주를 여행하는 꿈과 자원의 개발 등 다양한 이유로 우주를 탐험하고 있는데 보다 편리하고 쉬운 방식의 하나로 우주엘리베이터의 원리를 생각했다.
그들이 설계한 우주엘리베이터의 대략은 이렇다. 바람 등 외부로부터의 영향이 가장 적을 것으로 생각되는 지구의 적도 부근에 엘리베이터 승강장을 짓고 지상 위로 3만600㎞ 떨어진 정지궤도에 우주정거장을 만들어 수직으로 탄소나노튜브와 같은 실현 가능한 물질로 지상과 서로 연결하고 이를 통해 엘리베이터를 동작시킨다는 구상이다. 시사사전에 의하면 30명이 탑승할 수 있는 엘리베이터가 시속 200㎞의 속도로 운행하며 일주일동안 운행되어 우주정거장에 도착한다는 보다 구체적인 이야기도 나오고 있다.
일본의 건설업체인 오바야시구미는2050년까지 우주엘리베이터를 만들겠다고 발표했다. 지금까지의 기술은 탄소나노튜브가 연결체의 대안이라면 탄소나노튜브를 굵게 가공하는 기술, 50GPa 이상의 인장강도, 대기권 상층부에서의 산화방지, 우주 방사선으로부터의 보호책 등 해결해야 할 과제들이 남아 있다.
실제로 탄소나노튜브는 육각형의 고리로 이어진 탄소입자들이 긴 막대모양을 이루는 크기가 직경 1나노미터인 미세한 소재다. 전기와 열전도율이 좋고 강도는 철강의 100배에 달한다. 인류는 그동안 다양한 소재 개발을 통해 보다 강하면서 가벼운 물질을 만들어 여러 분야에 응용해 오고 있는데 그 중 이 탄소나노튜브의 등장이 엘리베이터를 타고 우주로 가고픈 인류의 상상에 실현 가능성을 조금 보탰다고 할 수 있겠다.


더욱 확장될 승강기의 역할과 범위
미국에 미항공우주국(NASA)이 있다면, 우리나라에는 한국항공우주연구원(Korea Aerospace Research Institute, KARI)이 있다. KARI의 보고서에 의하면 NASA가 국제우주정거장인 ISS를 교두보로 달 궤도에 우주정거장을 설립할 계획이라고 밝혔다. 이 우주정거장은 달 궤도 플랫폼 게이트웨이로 다양한 연구와 상업적활동을 할 것으로 기대하고 있다. 게이트웨이는 2022년 완공을 목표로 하고 있으며 소형 우주정거장인 비행 플랫폼으로 건설될 예정이다.
ISS의 전초기지 역할은 다양한 활동을 할 수 있도록 가능성을 열어 주었고, 필자의 상상력을 보태 우주엘리베이터의 개발이 성공되면 지구에서 ISS까지 ISS에서 게이트웨이까지 가는 멋진 승강기 환승 체계를 구축해보면 어떨까 하는 생각이다. 물론 달은 지구로부터 30만㎞ 이상 떨어져있으니 쉬운 일은 아니지만 현재 엘리베이터의 발전 흐름은 더 높이, 더 빨리 그리고 스마트하게 발전해오고 있으므로 미래는 속단할 수 없다. 최근에는 자기부상을 통한 서스펜션의 혁명이 시도되고 있고 또한 와이어로프를 대체할 플랫벨트 이외의 복합소재 로프도 개발 추진 중이다.
탄소나노튜브가 가지고 있는 전기전도율이 좋은 점도 다양한 기술을 접목할 좋은 특성이기도 하다. 처음 우주엘리베이터의 기사와 제작메커니즘이 회자되었을 때 탄소나노튜브 전문가들에게 필자가 개인적으로 물어본 적이 있다. 대부분의 사람들은 그저 흥밋거리 이외의 반응은 보이지 않았고 탄소나노튜브 전문가 중 한 사람은 무척 회의적인 반응이기도 했다. 탄소나노튜브가 아무리 가벼워도 3만㎞ 이상을 연장하는 경우에 자체의 무게도 상당하다는 얘기를 하고 있었다. 그러나 개인적 견해지만 이러한 부분은 극복될 수 있을 것으로 기대한다. 현재 우리는 건물 내 수직교통수단(Vertical Transportation)에 수평이동 기술을 탑재하여 건물 내를 수직·수평으로 일주하는 꿈을 꾸고 있다. 나아가 건물 내부와 외부의 환승 체계의 출현을 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 승강기의 역할은 건물 내의 교통흐름을 원활하게 하는 중요한 기계장치의 역할을 넘어 우주로 향하고 있다.

우주엘리베이터 구현, 이론상 가능한 일
2010년에 한국승강기안전공단(당시 한국승강기안전관리원)은 「희망미래 승강기 100년」이라는 한국승강기 100년사를 수록한 책을 발간한 적이 있다. 근대적 엘리베이터를 설치하기 시작한지 100년 만에 우리나라는 ‘승강기 신규 설치 세계 3위’에 당당히 올라섰고, 초고속엘리베이터 경쟁에서도 결코 뒤지지 않으며 에너지 축적형 엘리베이터, 복합소재 와이어로프 개발, 자기부상엘리베이터 개발, 스마트 운전제어시스템의 발전, 예지보전기술의 확대 등 새로운 100년을 준비하고 있다.
다시 세계무대로 돌아가 승강기의 역사를 보면 1853년 미국의 오티스가 추락방지장치의 안전성을 검증한 이후로 근대화가 시작되었고 그로부터 166년이 흐른 지금 우리는 우주를 꿈꾸고 있다. 고대의 활차 개발로부터 시작된 승강기는 달 착륙 50주년을 맞고 있는 지금 새로운 도약을 꿈꾸고 있다. 앞으로의 기술 발전은 지금보다 급격히 이루어질 것으로 예상된다. 소재의 개발, 운행 메커니즘 신개발, 지구와 우주정거장 간에 발생될 수 있는 외부효과에 대한 적절한 해석이 수반된다면 우리는 로켓추진체보다 안전하고 훨씬 저렴한 비용으로 우주를 보게 될 것이다.
정지궤도의 위성과 우주정거장은 지구와 같은 주기로 회전하기 때문에 우주정거장과 지상에 구축한 우주엘리베이터 승강장과 연결한 케이블이 항상 직선을 유지할 수 있어서 우주엘리베이터의 구현은 이론상 가능하다는 평가다. 무엇보다 중요한 안전성 확보와 경험해보지 못한 돌발 변수 해석 등을 위해 우리는 많은 실패를 경험할 것이다. 그러나 인류는 이론상 가능한 것들을 원한다면 이뤄내지 못한 적은 거의 없다.
이런 관점에서 우주엘리베이터의 전망은 희망적이다. 글로벌에서 강대국으로 자리하고 있는 미국의 나사와 일본 기업이 자웅을 겨루고 있고, 우주 개발의 노하우가 많은 러시아도 관심을 가질 수 있다. 이제 새로운 50년을 써가고 있는 인류의 꿈이 이루어지길 바란다.
아울러 우리도 우주엘리베이터 개발에 소외되지 않고 멋진 꿈을 함께 꾸길 기대해본다.

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인류 최초로 달의 뒷면 착륙에 성공한 중국 무인 탐사선 ‘창어 4호’, 2050년 우주엘리베이터 상용화 계획을 내놓은 일본 등 우주를 향한 각국의 경쟁은 치열하다. 달 착륙 50주년을 맞은 지금, 우주 개발은 어디까지 이뤄졌고, 어디로 갈 것인가?
정리 편집부 참고 포스코경영연구원 , 과학기술정보통신부 공식블로그

 

미국, 유럽, 러시아 순의 각국 우주 개발 예산
올해 1월 3일 창어 4호가 세계 최초로 달 뒷면에 착륙하여 큰 이슈를 낳았다. 앞으로 중국은 남극에 과학 기지를 건설해 10년 뒤에는 유인 달 탐사선으로 착륙하겠다는 계획도 밝혔다. 중국의 이같은 시도와 성공은 각국의 우주 개발 의지를 다시금 뜨겁게 달구며 우주시대 경쟁에 불을 지폈다.
각국의 우주 기구 예산안을 살펴보면 미 항공우주국(NASA)이 215억 달러로 1위, 유럽우주국(ESA)가 64억 달러로 2위, 러시아 연방우주국(Roscosmos)가 22.5억 달러로 3위, 중국 국가항천국(CNSA)가 20억 달러(Statista 2017 추정 자료)로 4위, 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 16억 달러로 5위, 인도 우주연구기구(ISRO)가 14억 달러로 6위를 차지하고 있다.
그러나 OECD 보고서에 따르면 중국 정부의 2017년도 우주 개발 예산 추정액은 무려 84억 달러에 이른다고 한다. 월스트리트저널에도 중국 정부가 우주 개발에 투자하는 예산이 80억 달러 수준이라는 보도가 있고, 어느 언론에서는 100억 달러가 넘는다는 보도도 있을 만큼 우주 개발에 대한 중국의 관심은 감출 수 없는 사실로 알려졌다.


먼 달나라 이야기는 이제 가까운 이야기
최근 우주 개발에 선전하고 있는 중국은 2013년 이미 창어 3호로 세계에서 3번째로 달 착륙에 성공한 나라가 되었다. 6년 뒤인 올해 창어 4호를 달 뒷면에 착륙시켰고 올해 발사 예정인 창어 5호는 달에 착륙해 샘플을 채취해온다는 계획도 있다. 샘플을 채취해 오면 3D 프린팅 기술로 달 모래를 활용한 구조물 제작 기술이 연구될 예정이다. 예산이 끊겨 2024년 이후 국제우주정거장(International Space Station, ISS)이 폐기될 예정이지만 중국은 새로운 우주정거장을 보유하여 각국의 우주 실험에 협력하겠다고 발표했다. 또한 중국은 2020년에 HX-1 화성 탐사선의 착륙을 시도할 예정인데 성공하면 미국에 이어 세계 두 번째 화성 표면 탐사에 성공한다.
2020년에 달 궤도로 첫 발사될 미국의 우주발사체시스템(SLS)에도 관심의 초점이 맞춰지고 있다. 이 우주발사체시스템을 이용하면 달 궤도로 20~30톤의 화물을 쏘아 보낼 수 있어 미국의 달기지 건설에 박차를 가할 수 있게 된다. 이후 2028년까지 달에 인류가 머무를 수 있는 기지를 건설할 계획도 있다. 아득한 달나라 같던 달나라 이야기가 이젠 현실의 이야기로 바뀌고 있는 셈이다.


우주엘리베이터가 필요한 우주시대
‘지구 궤도에 건설되는 대형 우주구조물로서 사람이 반영구적으로 생활하면서 우주관측이나 실험을 하는 곳’이라고 정의되어진 우주정거장은 러시아의 살류트(Salyut)가 최초다. 22명이 탑승해 다양한 우주실험을 하여 인간이 장기간 우주공간에 머물 수 있는 가능성을 열었고, 이보다 2년 뒤에는 미국의 최초 우주정거장인 스카이랩(Skylab)이 발사되어 또 다른 가능성을 열었다.
1986년에는 러시아의 차세대 우주정거장 미르가 발사되어 우주공간에서 인간이 326일을 체류하는 신기록을 세웠다. 이것은 인류가 우주공간에서 영구 거주할 수도 있다는 가능성을 연 큰 업적이었다. 미국은 더 나아가 경험이 풍부한 러시아를 비롯해 11개국을 끌어들여 국제우주정거장 건설에 나서 2011년 완공했다.
우주정거장에서의 체류 가능성이 확대되고 이에 대한 다양한 연구가 진행됨에 따라 많은 비용이 들고 도킹 시스템 등 운영체계가 어려운 로켓추진체 보다 스마트한 운송체계가 더욱 필요해졌다. 우주엘리베이터는 이제 꿈이 아니라 꼭 만들어 내고 싶은 과제가 된 것이다.

 

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