소행성을 피하는 간단한 방법 : 항성 엔진

지구를 향해 날아오고 있는 소행성을 피할 수 있는 방법에는 무엇이 있을까요?

가장 현실적인 아이디어로는 핵무기를 이용해 소행성을 파괴하거나 경로를 바꾸는 방법일 겁니다.

최근에 과학자들은 기존의 방법보다 조금 더 괜찮은 방법에 대해서 고민하고 있는데요.

그 방법은 바로 태양계 전체를 이동시키는 겁니다.

(본 내용은 학술지 Acta Astronautica 12월 호에 게재되었습니다.)

 

 

소행성으로 부터 지구를 지킬 수 있는 가장 간단한 방법은 소행성을 피해버리는 겁니다.

그리고 이것을 가능하게 해주는 기술이 바로 항성 엔진(스텔라 엔진) 기술이죠.

항성 엔진에는 여러가지가 있는데요, 그중에서 쉬카도프 추진기가 가장 대표적인 항성 엔진이라고 할 수 있습니다.

이 추진기는 위성 안테나 처럼 생긴 거대한 곡면 거울을 이용하여 햇빛을 반사합니다.

이때 발생되는 태양 복사의 반동에 의해 추진력을 얻게 되는 거죠.

추진체를 분사하여 추진력을 얻는 로켓과 기본적인 원리는 같다고 할 수 있습니다.

 

쉬카도프 추진기는 태양을 덮을 수 있을 만큼 매우 거대하지만, 그 두께는 수마이크론 정도로 아주 얇은데요.

이는 태양 복사의 추진력으로 태양으로부터 멀어지는 힘과 태양의 중력에 의해 이끌리는 힘의 균형을 맞추기 위해서 입니다.

또한 추진기의 크기가 태양을 완전히 덮어서도 안됩니다.

그렇게 되면 반사된 태양 복사가 다시 태양으로 되돌아가 아주 심각한 문제를 초래할 수도 있죠.

이러한 문제를 방지하기 위해 거울을 곡면 형태로 만들어 태양의 남극과 북극 방향으로 태양 복사를 반사해야만 합니다.

이렇게 하면 태양의 복사 압력은 비대칭이 됩니다.

이렇게 과도한 비대칭적인 태양 복사 압력은 추력으로 작용하여 태양을 2억 3000만년 동안 100광년을 이동시킬 수 있죠.

그리고 태양이 움직이면 중력에 의해 다른 행성들도 자연스럽게 따라올 겁니다.

 

하지만 쉬카도프 추진기는 소행성을 피하기에는 속도가 너무 느리다는 문제가 있습니다.

그래서 등장한 것이 "캐플런(Caplan)"이라는 이름의 새로운 추진기입니다.

캐플런 추진기의 구조 역시 쉬카도프 추진기와 비슷하지만, 동력은 "다이슨 구"라고 하는 구조물에 의해 발생됩니다.

다이슨 구는 항성을 둥글게 감싸 그 에너지를 이용하는 구조체를 말하는데요.

태양을 둘러싸고 있는 다이슨 구에 반사된 햇빛을 태양 표면에 집중시키면 태양 표면이 초고온으로 가열되고 수십억 톤의 질량이 우주 밖으로 방출됩니다.

이것을 케플런 추진기에서 회수하여 수소와 헬륨으로 분해하게 되는데요.

헬륨은 추진기 내부의 열핵융합 원자로에서 연소되어 10억도에 가까운 방사선 산소로 우주로 방출됩니다.

이것이 바로 태양을 움직이는 메인 추진력입니다.

하지만 이것만으로는 아직 부족합니다. 이렇게하면 추진기가 태양과 충돌할 수 있습니다.

그래서 균형을 좀 맞춰야 하죠.

회수된 수소를 입자 가속기를 통해 태양쪽으로 분사하여 메인 추진력과 균형을 맞춰야 합니다.

이렇게 완성된 캐플런 추진기라면 태양을 100만년 동안 50광년 정도 이동시킬 수 있습니다.

이제 소행성 뿐만 아니라 가까운 곳에서 발생한 초신성 폭발도 충분히 피할 수 있을 겁니다.

한편, 이 추진기가 태양 질량을 연료로 사용한다는 점에서 걱정이 되는 분들도 계실겁니다.

하지만 크게 걱정할 필요는 없습니다. 태양은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 거대하니까요.

이 정도로 태양을 이용하는 거라면 크게 문제는 없을겁니다.

오히려 반대로 이러한 방법이 태양의 수명을 연장시켜 줄 수도 있습니다.

태양의 질량이 줄어들게 되면 태양의 연소 속도가 점점 느려지기 때문입니다.

케플런 추진기는 단순하게 소행성을 피하기 위한 장치가 아니라 태양계 전체를 하나의 우주선 처럼 이동시킬 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다.

은하의 궤도를 반대로 이동할 수도 있고, 다른 별들을 식민지화 할 수도 있죠.

심지어 우리 은하에서 빠져나와 다른 은하로 이주할 수도 있을 겁니다.

 

물론 항성 엔진에 대한 아이디어들은 아직 과학적으로 그럴 듯한 생각에 불과합니다.

하지만 이러한 아이디어들은, 언젠가 우리의 후손들이 위험에 처했을 때 시행착오 없이 더 안전한 곳으로 이동할 수 있게 도와 줄겁니다.

 

 

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