지상으로부터 10만km 상공의 우주 엘리베이터 건설 계획

일본 건설업체 오바야시구미(大林組ㆍ이하 오바야시)가 지난 2012년 회사 홍보 잡지에 첫 구상을 발표한 이후 최근 2050년까지 9만 6,000㎞ 상공에 이르는 우주 엘리베이터를 건설하겠다고 밝혔습니다. 이 거리는 지구에서 달까지 4분의 1에 해당하는 거리입니다.

우주 엘리베이터는 지구 정지궤도(靜止軌道) 상에 인공위성 등을 띄우고 위성까지 케이블을 연결해 엘리베이터처럼 우주에 물건을 운송할 수 있도록 하는 장치로 SF 문학의 대가 '아서 C. 클라크'가 1940년대 처음으로 구상한 장치입니다.

케이블은 지구 기지에 고정되고, 우주선은 원심력으로 팽팽한 케이블을 유지하기 위한 균형추가 됩니다. 하지만 우주 엘리베이터의 최대 난제는 케이블에 사용되는 소재입니다. 건설사 측은 다층탄소나노튜브를 케이블 소재로 사용할 방침이지만 개발까지는 갈 길이 멉니다.

탄소나노튜브는 가볍고 인장력(잡아 늘리는 힘)이 강한데다 유연한 탄성을 자랑하는데 개발사 연구원은 "탄소나노 케이블은 인장력이 철강보다 100배 강하다"고 설명합니다. 그러나 닛케이는 "탄소나노튜브는 높은 열전도성을 살린 기능성 소재로 연구는 활발하지만, 구조 재료로서의 연구는 진행되지 않고 있다"고 지적했습니다.

실제로 우주 엘리베이터 케이블로 다층탄소나노튜브를 사용하려면 최대 150GPa(기가파스칼)의 인장도가 요구되며 이는 이론적으로 가능한 수치이지만 현재는 60~70GPa정도만 구현되고 있는 현실입니다. 또 현재 기술력으로는 9만 6,000㎞ 길이의 다층탄소나노튜브 케이블을 만들 수는 없습니다. 다층탄소나노튜브를 케이블로 사용하려면 최소 1km정도의 이음새가 없는 단일 분자를 만들어야 하는데 현 단계에서는 3㎝정도의 길이 밖에 만들지 못합니다.

이밖에 다층탄소나노튜브 케이블끼리 결합해 긴 케이블을 만들 수 있는 기술도 요원한 상황으로 무엇보다 승강기의 안전성이 가장 중요한 문제라서 바람 등 악천후로 흔들리는 케이블을 제어하는 기술과 케이블 - 구동기기 사이에 발생하는 마찰열 등을 해소시킬 기술력이 담보돼야 한다고 닛케이는 강조하고 있습니다.

지상 20km 우주엘리베이터서 우주선 이착륙

불가능은 없다 - 미치오 카쿠