[대한민국희망프로젝트]<590>하이퍼루프

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우리는 일상생활에서 쉽게 열차를 타고 목적지로 향할 수 있습니다. 바닥에 깔린 레일을 타고 이동하는 열차는 우리에게 자동차만큼 친숙한 교통수단입니다.

모든 기술이 그렇듯 열차 역시 근대에 처음 등장한 이후 눈부신 발전을 거듭해 왔습니다. 지금은 박물관에서나 볼 수 있는 증기 기관차로 시작해 고속열차까지 이어졌지요. 지금도 같은 철도를 달리지만 속도는 크게 차이를 보이는 무궁화호와 KTX를 비교하면 쉽게 이런 발전상을 볼 수 있습니다. 현재 무궁화 호는 서울에서 출발해 꼬박 다섯 시간이 넘는 시간을 보내야 부산에 도착합니다. KTX는 같은 거리를 두 시간 남짓 만에 주파합니다.

KTX 이후 차세대 고속철도 등장을 준비하고 있습니다. 아직 철도 위를 달리는 모습을 볼 수는 없지만 KTX보다 시속 100㎞ 이상 빠른 400㎞급 차세대 고속철 '해무'도 모습을 드러낼 전망입니다.

최근에는 우리의 상상을 아득하게 뛰어넘는 속도를 지닌 새로운 열차도 언급되고 있습니다. '하이퍼루프'가 주인공입니다. 추측으로는 하이퍼루프가 무려 시속 1200㎞로 달릴 수 있다고 합니다. 믿어지시나요? 단순 계산으로는 20분 안에, 중간에 역에 정차하는 것을 고려해도 한 시간에 못 미쳐 서울에서 부산까지 도달하는 빠르기입니다.

물론 아직 세상에 완전히 모습을 드러내지 않아 성능은 정확히 알 수 없지만 이전에 없던 혁신을 이루게 됩니다. 기존 열차와 같은 범주로 볼 수 있을지조차 알 수 없습니다. 과연 하이퍼루프는 무엇이고 앞으로 어떤 모습을 보이게 될까요?

엘론머스크의 테슬라X가 공개한 하이퍼루프 초기형태 이미지
<엘론머스크의 테슬라X가 공개한 하이퍼루프 초기형태 이미지>

Q:하이퍼루프는 현재 열차와 어떻게 다른가요?

A:하이퍼루프는 공기저항을 거의 없앤 상태에서 달린다는 점에서 기존 열차와 다릅니다.

공기저항은 수많은 고속 운송수단이 겪는 숙명입니다. 모두 강한 바람을 마주보고 달릴 때 원하는 만큼 빨리 달릴 수 없었던 경험이 한 번쯤은 있을 텐데요. 이것과 비슷한 현상이 운송수단에도 일어납니다. 운송수단이 빠르면 빠를수록 저항은 더욱 커집니다. 수 백㎞ 속도로 달린다면 어마어마하게 큰 공기저항을 받게 됩니다.

해결책은 간단합니다. 공기가 없는 곳을 달리게 하면 공기저항을 걱정할 필요도 없습니다. 이 때문에 하이퍼루프는 공기를 거의 뺀 원통 모양의 통로를 달립니다. 사방을 모두 막은 상태에서 내부 공기를 빼고, 외부에서 들어오는 공기는 막아 진공에 가까운 상태를 유지합니다.

이 통로를 공중에 뜬 상태에서 달린다는 점도 기존 열차와 다른 점입니다. 마찰저항을 없애기 위해서입니다. 어떤 운송수단이든 지면에 닿아있으면 크든 작든 앞으로 나아가는 데 방해요소가 됩니다. 공중에 떠 있다면 이런 문제를 아예 고려하지 않아도 됩니다.

여기에는 자기부상이나 공기부상과 같은 방식을 활용합니다. 마치 같은 극의 전극이 서로를 밀어내는 것처럼 자기력을 이용해 떠오르게 됩니다. 공기를 밑으로 뿜어 떠오르는 방식도 활용합니다.

Q:하이퍼루프 개발은 어떻게 시작됐고, 현재 얼마나 진행되고 있나요?

A:이 아이디어를 낸 사람은 미국의 과학기술, 산업계 유명인사 일론 머스크입니다. 스페이스X를 이끌면서 화성탐사를 기획하고, 테슬라로 자율자동차 개발에 나선 사람입니다. 일론 머스크는 2013년 하이퍼루프 관련 아이디어를 공개하고, 세계 누구나 활용할 수 있도록 했습니다.

이후 세계 곳곳에서 실제 하이퍼루프를 만들기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 미국에서는 이미 적지 않은 기업이 하이퍼루프 기술 개발에 뛰어들어 실제로 성과를 내고 있습니다. '하이퍼루프 운송기술(HTT)'란 기업은 최근에 캡슐 모양의 하이퍼루프 운송체를 선보였습니다. 캡슐 하나당 최대 40명 가까운 인원이 탈 수 있다고 합니다. 내년 가을 무렵에는 실제로 하이퍼루프가 달릴 수 있도록 중동 아부다비에 관련 시스템을 구축도 진행하고 있습니다.

또 다른 미국 기업 '하이퍼루프 원'도 미국 내 사막에서 하이퍼루프 시험 모의 주행을 진행하고 있습니다. 지난해 이미 시속 400㎞ 가까운 빠르기를 보였습니다.

중국도 이를 뒤따르고 있습니다. 중국 연구진은 2020년까지 핵심 기술을 개발하고 2025년에는 사람이 탈 수 있는 완전한 시스템을 개발할 계획을 갖고 있습니다. 최근에는 하이퍼루프 디자인도 확정해 공개했습니다.

하이퍼루프원의 하이퍼루프 이미지 (출처: 하이퍼루프 원 홈페이지)
<하이퍼루프원의 하이퍼루프 이미지 (출처: 하이퍼루프 원 홈페이지)>

Q:우리나라에서도 만들고 있나요?

A:물론 우리나라에서도 하이퍼루프를 만들려는 움직임이 있습니다. 하이퍼루프라는 명칭 외에 '아음속 캡슐 트레인'이라는 용어로 지칭하기도 합니다. 정부출연연구기관(출연연)과 과학기술 특성화대학인 울산과학기술원(UNIST)가 연구하고 있습니다.

하이퍼루프가 열차 관련 기술인만큼 한국철도기술연구원이 2016년 정부 사업으로 관련 기술 개발을 시작했습니다. 지난해 하이퍼루프가 달릴 통로에서 공기를 빼는 '아진공 튜브' 개발에 성공했습니다. 이미 시제품을 제작해 하이퍼루프 운행을 시험하는 장소도 마련했습니다. UNIST도 지난해 자체 제작한 하이퍼루프 모형을 공개했습니다.

[관련도서]

4차 산업혁명과 신교통시스템 하이테크 하이터치를 넘어서 리얼터치 시대로
<4차 산업혁명과 신교통시스템 하이테크 하이터치를 넘어서 리얼터치 시대로>

◇4차 산업혁명과 신교통시스템 하이테크 하이터치를 넘어서 리얼터치 시대로, 배진용 지음, 더하심 펴냄

신교통시스템을 중심으로 4차 산업혁명과 과학기술 발전이 만들어낼 실질적인 변화를 소개하고 있다. 물리적인 시간, 공간의 한계를 극복하는 가장 근본적인 원동력이 될 것으로 예측되는 신교통시스템으로 항공우주분야의 스페이스X, 고속철도 분야의 하이퍼루프, 교통망 분야의 보링컴퍼니를 제시한다. 이 가운데 하이퍼루프에 대해서는 최고속도 1200㎞의 속도로 지상을 이동하면서 이전 체계를 혁신할 것으로 소개하며 향후 완성될 신교통시스템과 4차 산업혁명의 모습을 가늠한다.

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◇일론 머스크 상상한 대로 이루다, 김찬곤 지음, 사계절 펴냄.

인터넷 닷컴 열풍의 선두주자로 큰돈을 번 일론 머스크. 그는 거기서 멈추지 않고 모니터 밖 세상으로 나와 로켓을 만들어 우주로 쏘아올리고, 전기 자동차를 상용화한다. 그리고 이 모든 전기를 태양광 발전으로 충전한다. 이제는 서울에서 부산까지 16분이면 갈 수 있는 초고속 진공 열차를 개발하고 있다. 다음 꿈은 화성을 사람이 살 수 있는 곳으로 만드는 것이다. 영화 '아이언 맨'의 실제 모델로 알려져 더욱 유명해졌고 돈을 벌 만큼 벌었는데도 늘 위험하고 어려운 새 사업을 시작한다. 기이하고 독특한 사업가인 그의 삶과 사업을 미래지향적인 비주얼과 함께 구성해 아이에게 신선한 자극이 될 인물 이야기다.

주최: 전자신문, 후원: 교육부·한국교육학술정보원

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com