이 글을 읽기전에 먼저 이런 잡담을 하게된 이전 글들을 읽어 보시면 좋을 것 같습니다.

• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #1 - 이야기의 발단
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #2 - 이야기의 가정
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #3 - 이야기의 시작
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #4 - 본격적인 이야기
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #5 - 초광속비행
  

---

그럼 광속으로 우주를 항해하려면 "충분한 동력" 이라는 가정과, "충분한 가속"을 견딜 수 있는 가속차단장치가 필요 하겠다. 그리고 또 한가지 일본만화 "플라네테스"에서 "스페이스 데브리" 문제가 나오는 것 처럼 작은 스크류 한조각 이라도 우주에서 광속비행을 하는 도중 부딛힌 다면 그 즉시 우주선은 핵미사일에 맞은 것 처럼 산산조각 나 버릴 것이다. (웜홀을 이용한 도약이라면 이런 문제는 어느정도 없어질 것 같다.) 그러므로 광속비행을 위한 조건으로 에너지 필드와 같은 차단 장치도 추가되어야 겠다.

충분한 동력
우주전함의 동력으로 가장 많이 등장 하는 것은 아마 "핵융합 엔진" 인 것 같다. 하지만 핵융합 엔진은 우주선의 추진 엔진으로 직접 사용 되기에는 적합하지 않은 것 같다. 가까운 미래에 우주선의 추진엔진으로는 "이온엔진"(현재 NASA에서 이온엔진의 시제품을 개발중) 이 사용 될 것 같다.  이온엔진은 태양에너지 패널과 사용하며 크세논가스를 사용하여 추진력을 얻으며, 적은 연료로 장시간 동안 추진력을 얻는 것이 가능하지만 추진력 자체는 약하다.(이온엔진을 사용한 유인 우주선은 특성상 소설 '파피용'에서 나온 파피용호를 보면 비슷 할 것 같다.) 일단 가까운 시일에 실용화되는 무인 우주선은 이온엔진을 사용할 확률이 높은 것 같다. 이온엔진을 사용하면 (제한된 적재공간 안에서) 적은 연료를 가지고, 높은 속도를 얻기 위한 충분히 오랜시간동안 가속 하는 것이 가능하기 때문이다. 하지만 이온엔진만 가지고 (20광년 거리의) 장거리 비행을 한다면 가속과 감속에 너무 오랜 시간이 걸리게 되고, 갑작스런 항로변경은 거의 불가능 하다. 때문에 항로 변경이나 급가속을 위한 현재의 고체질소 방식의 보조 엔진이 추가되어야 할 듯 하다.
추진엔진을 제외한 동력사용(태양광이 약한 장소에서 "이온엔진에 동력을 공급하는 태양에너지 패널"을 대채하는 용도도 포함)은 아마 "상온핵융합" 기술이 가장 유력하다. 핵융합 기술이 현재의 중수소 방식을 탈피하게 되면 어느정도 가능성이 있지 않을까 한다. (역시 핵융합과 같은 획기적인 에너지 공급 방식이 없이는 한정된 공간에서 거대한 에너지를 사용하는 우주전함이라는 존재는 거의 불가하다.)

충분한 가속

광속비행을 하려면 빠른 시간안에 광속에 가까운 속도까지 가속을 하여야 한다. (스타워즈의 하이퍼 드라이브를 보라! 쓩~ 하고 떠난다.) 그럴려면 일단 우주선의 구조 자체가 가속에 필요한 높은 압력(전투기 조종사들이 음속가속시에 높은 G의 압력을 받는 것과 비슷)을 견딜 수 있어야 하고, 탑승원 들도 가속을 견딜 수 있어야 한다. (여기에 장애물을 피하기 위한 항로변경을 위한 압력도 계산 되어야 한다.) 스타워즈의 하이퍼 드라이브와 같은 가속을 하기 위해서는 가속차단장치가 없이는 탑승원들은 전부 압사하고 말 것이다. 물론 무인 우주선일 경우를 가정한다면 우주선의 구조만 가속을 견딜 수 있으면 되니까 문제가 훨씬 간단해 진다. "가속차단장치"에 관한 자료는 비슷한 거라도 찾을 수가 없었다. 그래서 이 부분은 제외하고, 일단 무인 우주선이나 그 비슷한 어떤 방식으로 갈 수 밖에 없을 것 같다.
이제 남은 문제는 짧은 시간안에  광속에 가까운 속도까지 어떻게 가속을 하는가가 문제인데.. 스타워즈의 하이퍼 드라이브 처럼 순간적으로 광속에 가까운 속도까지 가속 하는 것은 거의 불가능해 보인다. 이온엔진을 충분히 개량 하거나, 순간 가속용 보조 엔진을 사용한다고 하는 것이 가장 가능성 있는 설정 일 것 같다. 이렇게 하더라도 충분한 속도까지 가속 하려면 아마 최소 몇달에서 몇년은 걸릴 것 같다.

충분한 보호
광속 비행을 위해서는 아주 작은 (콩알만한) 장애물도 위험천만 하므로, 이런 것들을 튕겨주거나 소멸시킬 수 있는 차단막 같은 것들이 필요하게 된다. 가장 간단한 방법으로는 우주선의 주변 영역에 플라즈마와 같은 에너지를 지속적으로 방사 하면서 항해 하는 것인데 이럴 경우 에너지 사용이 과다하기 때문에 불가능 해 보인다. 그리고 자기장과 같은  필드를 전개 하면서 항해하는 경우  몇가지 종류의  물체는 우주선을 빗겨가게 하는 것이 가능해 보인다. 가장 가능성 있어 보이는 방법은 자기장과 같은 필드를 광범위하게 사용하면서 아주 정밀하고 빠른 컴퓨터와 관측 기계를 사용하여 작은 물체까지도 감지하고 필요할 경우 근접거리에서 플라즈마와 같은 에너지로 작은 물체를 요격하여 방향을 바꾸어 튕겨내며, 관측이 불가능한 아주 작은 물체는 우주선 표면에 지속적으로 에너지를 흘려서 보호하는 방식으로 복합적으로 구성하는 방식이다. 에너지 필드와 같은 획기적인 보호방식이 발견되기 전까지는 제한적인 보호 만 가능 할 듯 하다. 나머지는 아마 운에 맏겨지지 않을까?

이 글을 읽기전에 먼저 이런 잡담을 하게된 이전 글들을 읽어 보시면 좋을 것 같습니다.

• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #1 - 이야기의 발단
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #2 - 이야기의 가정
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #3 - 이야기의 시작
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #4 - 본격적인 이야기

우주전함에 필요한 것들 - 초광속비행

우주전쟁을 하는데 가장 문제가 되는 것은 아마도 거리의 극복? 일 것 같다.

이런 점에서 우주를 배경으로 하는 만화나 영화를 보면 항상 장거리 이동을 위한 설정(초광속비행)이 들어가게 되는데, 거리를 극복 하는 방법에는 여러가지 방법이 있을 수 있지만 여기서는 아래 두가지만 살펴본다.

1. 워프: 블랙홀 이나 웜홀, 아공간에 의한 (혹은 직접적인 방법으로) 공간왜곡을 통하여 이동하는 방식
2. 광속엔진 (상대성 이론에 의하면 광속보다 빠른속도는 불가능 하므로 광속보다 빠른 속도는 제외함)을 사용하는 방식

두가지 방식은 꼭 별개로 취급되는 것은 아니고 광속(에 가까운 속도로)으로 블랙홀에 돌입해야 한다("영원한 전쟁"에서의 콜렙서 점프)던지 하는 설정을 가져가기도 한다.

먼저 공간왜곡을 통하여 이동하는 경우를 살펴보면, 크게 이미 우주에 존재 하는 공간왜곡(블랙홀,웜홀,게이트 와 같은 이름들이 등장한다)을 이용하는 방법이나, 아무 곳에서나 공간 왜곡을 만들어서 장거리 이동(주로 공간을 접었다가 편다는 표현을 쓴다)을 하는 경우가 있다. 후자의 경우 살펴볼 자료가 거의 없다. (그 만큼 과학적인 근거가 부족하다는 뜻이기도 하다) 그래서 살펴볼 자료가 그나마 있는 블랙홀이나 웜홀에 관한 자료를 찾아보면, 블랙홀의 존재에 관하여 서는 어느정도 의미있는 추측이 가능한 정도 이지만, 화이트홀 이나 웜홀의 경우 추측이 전부이다. 웜홀이 존재하는지도 모른다는 것이다. 그래도 블랙홀의 가능성이 어느정도 추측이 가능하기 때문에 그나마 웜홀을 통한 워프가 일말의 가능성이 있다는 희망이라도 보이는 부분이다.

웜홀을 통한 초광속비행의 최대 장점은 공간왜곡을 이용한 방법이기 때문에 짧게는 수광년에서 수백광년의 거리를 짧은 시간에 이동이 가능 하다는 점이다. 거리대비 광속을 훨씬 뛰어넘는 속도가 가능 하며, 이동중에 어떤 장애물도 없다는 아주 매력적인 설정도 가능하다. (웜홀을 이용한 여행 방법이 발견 된다면 정말로 가까운 미래에 다른 행성계로의 여행이 가능 할 수도 있겠다)

반면에 웜홀의 위치가 정해져 있으므로 그곳까지 이동하여야 한다는 점이 단점이다. (초광속 비행의 어려움에 비하면 이 정도는 기쁘게 사소하다고 해줄 수도 있다. ㅜ.ㅜ)

아직까지 웜홀에 대해서는 밝혀진 바가 거의 없기 때문에 이를 이용한 이동이 가능한지 가능하지 않은지 살펴볼 수가 없다. 그리나 광속엔진의 경우 동력만 충분 하다면 시간이 오래 걸리더라도 충분한 가속을 통해서 광속에 가까운 속도까지 갈 수 있으리라 기대된다. 다음 글 에서는 광속엔진에 관한 가능성을 찾아 보려고 한다. ^^

이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.

이 글을 읽기전에 먼저 이런 잡담을 하게된 발단과 가정과 시작을 읽어 보시면 좋을 것 같습니다.

• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #1 - 이야기의 발단
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #2 - 이야기의 가정
• 외계인과 우주전쟁을 한다면 #3 - 이야기의 시작

본격적인 이야기

현재와 아주 가까운 미래에 우주전쟁을 벌이게 된다면 이런 답답한 우주전쟁이 벌어질 것 같다. 영화나 만화에서 본 것 처럼 멋지고 환상적인 장면도 없다.

그럼 처음 이 이야기를 시작 하게된 발단에 대해서 다시 생각해 보면. "만화나 영화에서 너무 자주 보아서 이제는 너무 식상한 그런 우주전쟁 장면이 진짜로 가능할까?" 하는 궁금증에서 시작한 이야기 였다. 물론 결론은 났다. 현재나 가까운 미래에는 그런 장면이 절대 불가능 하다. 시작부터 충분히 예상된 결론이다. 하지만 이대로 그냥 현재 상황만 살펴보고 결론내고 끝내기에는 너무 밋밋하다. 그래서 영화나 만화에서 보는 환상적인 우주전쟁 장면이 가능하려면 뭐가 더 있어야 할까? 생각해 보았다.

우주전함 야마토 中 한장면

그럼 만화영화에서 등장하는 우주전쟁 장면에 무엇이 등장하는지 부터 먼저 살펴 보자. 일단 우주전함이 등장 한다. 주인장에게 우주전함이라 하면, 먼저 보통 일본만화에 오래전 부터 자주 등장하는 (현재의 바다에서 떠다니는 전함의 모습을 바탕으로 한) 모습이 가장 먼저 떠오르고, 그 다음으로 스타워즈에 등장하는 전함들이 떠오른다. 자 좀 더 상상하기 쉬운 "스타워즈"에 등장하는 우주전함과 비슷한 모습으로 가정을 해보고 그러한 전함을 만들려면 어떤 기술이 필요할 지 생각해 보면.

1. 광속(워프)엔진 (또는 아공간 점프 또는 이와 비슷한 원거리 이동 방법)
2. 중력발생장치(또는 가속 차단 장치) 또는 반중력장치
3. (상온) 핵 융합 동력 엔진 (또는 우주공간에서도 충분히 오래 사용 가능한 에너지원)
4. 근거리 직사 공격이 가능한 레이저 무기들 (스타워즈의 갤럭시 건)
5. 원거리 공격이 가능한 로켓추진(미사일) 무기들
6. 작은 물체나 공격으로 부터 보호 가능한 방어막 (에너지 필드)
7. 공기정화 시스템을 비롯한 한정된 공간에서 생명유지를 지원하기 위한 어떤 시스템들

등이 필요 할 것 같다.

그리고 메카닉 로봇이나 소형 전투기 등이 날아다니며, 전투를 벌인다.

다른 여러가지 요소들이 존재 하겠지만, 우주전함 하나만 살펴 보기에도 벅찬 관계로 메카닉 로봇이나, 우주 전투기와 같은 것들은 모두 생략 하고 우주전함에 관련된 것들만 조사해 보려고 한다. ^^

우주전함에서 간단히 생각해도 필요한 이런 장치들을 만드는 것이 가능할까? 가능 하다면 얼마나 가까운 미래에 가능할까? 현재로써 알 수 없는 것들은 제쳐두고, 힌트라도 있는 것들이 있으면 찾아 보려한다.

업데이트: 가족들과 하루이틀정도 가까운 곳에 나들이 갑니다. ^^

이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.