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. ^^

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• 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. ^^

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

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

이야기의 시작

자아 그럼. 우주전쟁을 하는 상대는 정해졌고, 그럼 이제 지구에서 20광년 떨어진 외계 행성을 공격할 수 있는 방법을 찾아보아야 겠다. 현재까지 유인 우주선을 가장 멀리 보낸 곳은 달 뿐이다. 가까운 미래에 사람이 태양계를 벗어날 가능성이 얼마나 있을지는 모르겠지만, 아무래도 20광년 거리의 외계 행성에 사람을 보내는 것은 가까운 미래에도 불가능 할 것 같아 보인다. 그렇지만 무인 우주선을 태양계 밖의 원하는 위치로 보내는 것은 가능 하지 않을까? 지구에서 원격으로 조정하는 무인 우주선을 보내는 것은 아니더라도 자동으로 프로그래밍 된 무인 우주선을 20광년 거리의 외계 행성 근처까지 보내서 (우주선에 탑재된 자동 추적 핵미사일 등으로) 공격을 가하는 것은 어느정도 가능성이 보인다.

그럼 무인 우주선을 20광년 거리로 보내는데 얼마나 시간이 걸릴까? 이는 우주선에 얼마나 많은 추진체가 실릴 수 있느냐에 따라 가속과 감속, 항로변경이 얼마나 가능한가가 결정 될테고, 우주선의 내구력이 어느정도의 가속 압력에 견딜 수 있는가에 따라 가속에 거리는 시간과 감속에 걸리는 시간이 결정 되어야 알 수 있을 것이다. 거기에다가 우주선이 최대로 낼 수 있는 속도가 제한 될 수도 있을 것 같다. 개인적으로는 우주선의 최대 속도는 광속 이상으로는 힘들 것 같다. (여기에 대한 이론은 찾아보지 않았다.) 아무튼 순전히 개인적인 취향으로 우주선의 최대 속도는 광속의 0.99로 제한하고 계산을 해보면, 우주선이 외계행성에 도착 하는데는 (가속 과 감속 시간을 계산하지 않더라도) 최소 20년 이상의 시간이 걸리게 된다. 이것도 추진체가 충분히 많이 실릴 수 있다는 가정하에 계산된 것이고, 실제로 우주 탐사선 보이저 2호가 천왕성 까지 가는데 10년 이상이 걸렸다. 태양계의 반지름이 약 40AU 정도로 1광년(6.324×10⁴ AU)의 1500분의 1도 안된다는 걸 생각해 보면, 보이저 2호가 20광년을 날아 가려면 30만년 이상 걸린다는 뜻이다. 가까운 미래에 눈부신 기술발전을 이루어 광속의 10분의 1 속도까지 가속 했다가 감속 할 수 있는 (충분한 추진채를 탑재할 수 있는) 우주선을 만들었다고 쳐도 20광년 이면 200년 이상이 걸린다. 그럼 우주전쟁은 가능한 많은 시나리오를 검토 한 후에 가능한 많은 무인 우주선을 예상 시나리오 대로 계획 하여 보내고, 200년 동안 기다려서 1차 공격의 결과를 받고, 그 동안 수집된 가능한 많은 데이터를 바탕으로 결과를 검토 한 후에 다음 2차 공격을 보내는 식으로 진행 될 것 같다. (중간 부분에서 전투가 이루어 진다고 해도 100년 텀으로 진행 된다.)

1세기에 한턴씩 이루어지는 체스를 두는 것과 비슷한 느낌일 것이다.

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