우주탐사 사업에서 기술 경쟁을 벌이고 있는 억만장자 일론 머스크와 제프 베이조스의 다음 격전지는 우주에서 우주선에 연료를 보급하는 '우주 주유소'가 될 전망이다.

월스트리트저널(WSJ)은 라이벌인 이들 억만장자가 달 또는 화성에 가는 야심 찬 임무를 준비하면서 우주에서 연료를 보충할 방법을 찾아내려 시도하고 있다고 17일 보도했다.

우주 연료 보급은 우주선이 추가 연료(추진제)를 싣고 올라가 지구 궤도를 돌면서 다른 우주선에 연료를 공급하는 방식이다.

이렇게 하면 연료를 보급받는 우주선은 발사 시 무게를 줄이고, 더 많은 화물이나 과학 장비, 승무원을 싣고 지구에서 더 먼 우주까지 나가 임무를 수행할 수 있다.

WSJ은 우주의 고속도로 휴게소라 할 이런 발상이 공상과학 소설처럼 들릴 수 있다면서도 이 개념 자체는 이미 1960년대 초 미 항공우주국(NASA)이 달 착륙 경쟁에서 당시 소련을 앞지르기 위해 검토했던 것이라고 전했다.

이 신문은 "이 아이디어는 당시 실행되지 않았지만 사라진 것은 아니다"라며 "(머스크의) 스페이스X와 (베이조스의) 블루오리진만큼 우주 연료 보급을 심우주 구상에서 핵심에 둔 미국 기업은 없었다"고 설명했다.

이미지 확대미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사되는 스페이스X의 '팰컨9' 로켓.
미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사되는 스페이스X의 '팰컨9' 로켓.
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기술자들은 지금껏 발사 전 지상에서 모든 연료를 채우도록 로켓과 우주선을 설계해왔는데 이는 나름의 성과에도 불구하고 한계가 있었다.

일례로 1960년대와 1970년대에 NASA의 우주인을 달로 실어 나른 '새턴 5' 로켓은 무게가 3천250t에 달했는데 그중 약 2천750t이 연료였다.

머스크는 2017년 한 회의에서 자사의 우주선 스타십에 대해 "만약 연료 운반선을 올려보내서 궤도에서 연료를 보충한다면 (우주선의) 연료통을 가득 채울 수 있을 것"이라며 이렇게 하면 스타십을 화성까지 보낼 수 있을 것이라고 말했다.

우주 주유소를 현실화하는 데 가장 큰 난제는 진공의 우주 환경에서 끓어 증발하기 쉬운 극저온의 추진제(연료)를 대량으로 옮겨 저장하는 일이다.

우주 궤도에서 우주선들이 서로 도킹한 다음 막대한 양의 연료를 한쪽에서 다른 쪽으로 보내야 한다. 스페이스X와 블루오리진이 검토 중인 연료는 액체 상태를 유지하려면 극저온으로 냉각돼야 하고 쉽게 끓어서 증발한다.

미 공군 연구소의 전 수석과학자 토머스 쿨리는 "그건 지상에서도 하기 어려운데 이제 우주에서, 한쪽 거대한 냉장고에서 다른 냉장고로 펌프질해서 보내야 한다"고 말했다.

WSJ은 이 구상의 현실화에 또 다른 변수는 얼마나 많은 로켓 발사가 필요할지라고 전했다. 이를 위해선 우선 지구 궤도에 주유소에 해당하는 연료저장소를 쏘아 올린 뒤 연료를 실은 탱커 우주선을 수차례 발사해 연료저장소를 채워야 하기 때문이다.

업계에서는 달 착륙 임무에 최소 10회에서 많게는 40회까지 필요할 것으로 보고 있다.

일부 산업계 고위 관계자들은 스페이스X나 블루오리진 중 어느 쪽이든 NASA의 시간표에 맞춰 우주 연료 보급을 이용한 달 착륙선을 준비할 것이라는 데 회의적이라고 이 신문은 전했다.

<연합뉴스>