[과학뉴스] 우주여행 전성시대? ‘솔라 세일’에 맞서는 전자기장 돛단배

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미국항공우주국(NASA)은 새로운 개념의 장거리 우주선 추진 시스템인 ‘이-세일(E-Sail)’의 실증 실험에 들어갔다고 4월 12일 홈페이지에 밝혔다. NASA 마셜우주비행센터 브루스 비그만 박사팀이 구상한 E-Sail은 우주선 주변에 원형으로 길고 가는 와이어를 펼쳐 전자기장을 형성하고, 이것을 태양에서 날아오는 양성자와 반발시켜 추진력을 얻는다. 양성자는 태양풍을 통해 초속 400~750km 정도의 매우 빠른 속도로 날아온다. 일명 우주돛단배라고 불리는 ‘솔라 세일’도 태양풍의 고에너지 입자를 받아 우주선을 추진한다. E-Sail은 전자기장 돛단배인 셈이다.

E-Sail은 솔라 세일을 비롯한 기존 추진 시스템과 달리 태양으로부터 거리가 멀어져도 가속을 유지할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 솔라 세일은 5AU(1AU=1억4960만km, 지구 중심에서 태양까지 거리)를 간 뒤에는 태양에서 날아오는 양성자의 에너지가 분산되면서 가속이 멈출 것으로 추정된다. 비그만 박사는 “태양에서 양성자가 지속적으로 나오고 E-Sail의 와이어를 뻗어 단면적을 늘린다면, 솔라 세일보다 최소 3배 더 먼 거리인 16~20AU까지 갈 수 있을 것”이라고 말했다. 솔라 세일은 얇은 천이 필요한 반면, E-sail은 와이어만 뻗으면 돼 단면적을 넓히기가 수월하다. 연구팀은 E-Sail의 효율적인 단면적을 계산했는데, 1AU를 가는 경우 서울 면적보다 작은 600km2, 5AU를 갈 때는 LA와 비슷한 1200km2 였다.

속도도 훨씬 빠를 전망이다. 연구팀은 E-Sail을 이용해 장거리 우주여행에 걸리는 시간을 3분의 1 수준으로 줄일 계획이다. 1977년 발사된 태양계 무인탐사선 ‘보이저 1호’는 121AU를 날아 태양권 끝에 도달하는 데 35년이 걸렸다. 비그만 박사는 “E-Sail을 이용하면 태양권 경계까지 10년 안에 갈 수 있을 것”이라고 밝혔다.

글 : 우아영 기자
과학동아 2016년 05호


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