우주 관광 기구(氣球)

작년 10월 구글 수석부사장 출신의 컴퓨터 공학자 앨런 유스터스는 중량 120㎏의 여압복을 착용한 채 미국 뉴멕시코주의 사막에서 우주로 이륙했다.

이륙 순간 로켓의 굉음은 전혀 들리지 않았다. 그의 몸에 가해진 압력도 미미했다. 그는 로켓이 아닌 박막 폴리에틸렌 소재의 기구(氣球)에 홀로 매달려 우주로 향하고 있었다. 고도가 높아질수록 기구에 충전된 헬륨가스가 팽창하며 부피가 커져갔다. 그리고 어느 순간 둥글납작한 물방울 모양으로 변하더니 고도 40㎞에 다다르자 미식축구 경기장 크기까지 커졌다. 유스터스의 머리 위는 칠흑 같은 우주였고, 아래에는 지구가 황홀한 푸른빛 자태를 뽐내고 있었다.

최고 고도 41.4㎞까지 상승한 그는 기구를 떼어내고 자유낙하를 시작, 온몸으로 음속보다 빠른 속도를 견뎌내며 하강한 뒤 낙하산의 도움을 받아 지상에 안착했다. 그렇게 ‘스트라트엑스(StratEx)’로 명명된 이 프로젝트는 성공리에 마무리됐다.

우주시대의 개막이후 거의 모든 사람들은 우주여행하면 로켓의 굉음을 떠올린다. 이 점에서 유스터스의 비행은 우주여행에 관한 기존 통념을 뒤엎는 획기적인 사건과도 같았다. 실제로 버진 갤럭릭과 XCOR, 블루오리진 등 상업적 목적의 우주여행을 실현하려는 민간 우주항공기업들은 하나 같이 일반인에게 우주비행사와 유사한 전율, 다시 말해 굉음과 스피드로 대변되는 전통적 로켓 우주여행을 약속하고 있다. 이런 가운데 유스터스를 포함한 몇몇 신생기업들이 느림과 고요함이라는 상반된 개념의 성층권 우주여행을 표방하며, 이 신흥시장의 맹주가 되기 위해 치열한 경쟁을 펼치고 있는 상태다.

전자가 제트 여객기를 이용한 여행이라면 후자는 크루즈 유람선을 타고 여유롭게 즐기는 여행과도 같다. 유스터스 역시 기구 예찬론을 펼친다.

“기구는 지상을 이륙하는 가장 아름다운 기계예요. 탑승자에게 완벽한 균형을 선사하고, 소음과 진동도 없죠.”

기구가 목표 고도에 다다르면 승객들은 밀폐 구조의 여압 캡슐 속에 앉아 기류에 밀려다니면서 2시간여 동안 편안하게 우주의 장관을 감상하면 된다. 그리고 몇 시간 후 패러포일 형태의 낙하산에 매달려 지상에 내려온다. 극한환경용 부품 및 시스템 개발사인 파라곤 우주개발의 테이버 맥컬럼 최고경영자(CEO)는 스트라트엑스 프로젝트로 성층권 1인승 기구 여행의 기본 원리가 입증됐다고 강조한다. 그는 공동설립자인 제인 포인터와 함께 유스터스의 성층권 다이빙 계획을 세우고, 진행시켰으며, 생명유지장치를 제작해 제공한 스트라트엑스 프로젝트 성공의 일등공신이다.

이후 용기를 얻은 두 사람은 애리조나주 투손에 월드 뷰 엔터프라이즈를 설립했다. 제인이 CEO를, 맥컬럼이 최고기술경영자(CTO)를 맡은 이 회사의 목표는 오는 2017년부터 1인당 7만5,000달러를 받고 3만m 상공의 성층권 여행서비스를 제공하는 것이다. 이외에 스페인 바르셀로나 소재 제로2인피니티와 중국 베이징의 스페이스 비전도 수년 내 성층권 여행의 상용화를 천명하며 관련시장에 뛰어들었다. 가격은 각각 12만5,000달러와 8만 달러다.

비싸다고 느껴지나? 버진 갤럭틱의 준궤도 우주비행선 탑승 티켓은 25만 달러, 우주관광기업 스페이스 어드벤처가 판매 중인 국제우주정거장(ISS)에서의 일주일 체류 여행비는 무려 5,000만 달러에 달한다. 이 모든 점들을 고려할 때 기구는 우주여행을 위한 합리적 선택으로 자리매김할 것이며, 미래도 낙관적이라는 게 맥컬럼 CEO의 판단이다.

“기구는 느리고 부드럽게 상승했다가 느리고 부드럽게 하강합니다. 또한 목표 고도에서 여러 시간 머물 수 있어요. 특히 이착륙 시에 높은 중력가속도에 노출되지 않는 만큼 탑승자의 건강이나 신체조건상의 제약도 거의 없습니다. 멀미에서도 자유롭고요. 장차 기구를 타고 성층권에서 결혼식을 올리거나 생일파티를 여는 사람들이 생길겁니다.”

월드 뷰는 현재 1인당 7,500달러에 사전예약을 받고 있는데, 한 가족이 캡슐 전체를 통째로 전세 내기도 했다고 한다.

“온 가족이 우주 속으로! 멋지지 않나요? 준궤도 우주비행선과 달리 저희 기구에는 노령의 부모님도, 어린 자녀들도 태울 수 있기에 가능한 일입니다.”



유명 항공기 설계자 버트 루탄이 설립한 스케일드 컴퍼지트가 최초의 민간 우주비행에 성공, X프라이즈의 상금 1,000만 달러를 거머쥐기 2년 전인 지난 2002년. 제로2인피니티의 설립자인 호세 마리아노 로페스-우르디알레스는 대학원 졸업을 앞두고 ‘미래 우주관광에서 기구의 역할’이라는 제목의 논문을 제출했다.

이 논문에서 그는 기구를 활용한 성층권 여행 시장이 연간 100억 달러 규모로 성장할 것이라고 분석했다. 또한 기구와 헬륨, 여압 캡슐 등 이의 실현에 필요한 많은 기술과 장비들의 성능이 이미 입증됐으며 구하기도 쉽고 가격경쟁력까지 갖췄다고 설명했다.

이에 반해 로켓 비행은 가격이 비싼데다 고난도의 기술이 요구된다. 작년 10월말에는 버진 갤럭틱의 준궤도 우주선 ‘스페이스십2’ 가 시험비행 중 공중 폭발해 조종사 한 명이 사망하는 사고까지 있었다. 최근 제로2인피니티의 고문으로 영입된 NASA 우주비행사 출신의 마이클 로페스 알레그리아는 로켓발사 시에는 1만 가지 일들이 일어날 수 있다고 주장한다.

“그 가운데 이로운 것은 단 하나 뿐입니다. 반면 기구는 상대적으로 빨리날지도, 높이 올라가지도 못하지만 시스템 운용에 로켓처럼 많은 에너지를 사용할 필요가 없습니다.”

준궤도 우주선의 최고 상승고도는 우주의 경계지점으로 인식되는 약 100㎞다. 기구의 경우 그 3분의 1 수준인 30㎞에 불과하다. 하지만 NASA 우주왕복선의 선장을 역임한 월드 뷰의 운항 책임자 마크 켈리는 탑승객이 체감하는 차이가 생각만큼 심하지 않을 것이라고 말한다.

“고도 30㎞만 돼도 지구 대기의 99%가 발 아래에 놓입니다. 또한 그곳은 사실상 진공이며, 주변은 온통 검은색의 우주 뿐입니다.”

사실 간단하고 단순하다는 기구의 태생적 특성은 오랜 기간 많은 사람들을 매료시켜왔다. 민간 우주관광 경쟁의 첫 신호탄도 기구에서 비롯됐다고 할수 있다. 1931년 오귀스트 피카르와 파울 카이퍼가 여압 캡슐을 타고 성층권에 오른 것이 그 효시다. 당시 두 사람의 모험을 다룬 파퓰러사이언스 기사에는 ‘이미 죽은 목숨이나 다름없다고 여겨졌던 두 사람은 17시간 뒤 고도 1만 5,781m에서 무사히 돌아왔다. 이는 지금껏 어떤 항공기도 가보지 못한 고도다’라고 적혀 있다.

이 기록은 1950년대가 돼서야 깨졌는데, 1960년 미 공군 조종사 조셉 키팅거 대위에 의해 다시 3만1,333m로 고도 기록이 경신했다. 이후 52년간 유지됐던 세계 최고 고도 기구 비행 기록은 지난 2012년 10월에야 펠릭스 바움가르트너에 의해 깨졌다. 그가 헬륨 기구를 타고 도달한 고도는 3만 9,045m였다. 바로 이 기록을 유스터스가 불과 2년 만에 갈아치운 것이다.

유스터스는 키팅거나 바움가르트너와 마찬가지로 성층권의 경관을 ‘경이롭다’고 표현했다. 대기권의 여러 층을 통해 분산된 빛들이 형용할 수 없을 만큼 아름다웠다고 한다.



성층권 기구 여행은 크게 세단계로 구분된다. 이륙과 성층권에서의 순항, 지구로의 귀환이 그것이다. 이중 이륙 단계는 복잡하지 않다. 월드 뷰를 예로 들면 최대 직경 120m, 부피 113만㎥의 기구를 이용해 4톤 중량의 캡슐을 띄우게 된다. 캡슐은 양측에 대형 관측창을 가진 원통형 모양이며 승객 6명과 조종사 1명, 승무원 1명 등 총 8인승으로 설계될 예정이다. 캡슐 내부에는 바와 화장실도 설치된다.

탑승객들은 이착륙 시 안전벨트를 매야 한다. 그러나 대부분의 여행시간은 보트를 타고 잔잔한 호수를 떠다니는 듯 안락할 것이다. 고도 30km의 기류는 속도가 시속 210km에 달하지만 캡슐 내부에서는 전혀 속도감을 느낄 수 없는 덕분이다. 속도를 판단하는 유일한 기준점인 지구가 거의 제자리에 있는 듯 보이기 때문이다.

제로2인피니티의 경우 도넛 모양의 캡슐을 구상 중이며, 관광용 유인 모델과 상업위성 발사용 무인 모델을 별도 개발 중이다. 관광용 모델의 명칭은 ‘블룬(Bloon)’으로 4명의 승객과 2명의 승무원이 탑승하게 된다. 로페스-우르디알레즈에 의하면 현재 이 회사는 상용 모델의 50% 축소모델에 휴머노이드 로봇을 태워 발사실험을 하고 있다.

“로봇에는 카메라와 센서가 부착돼있어 탑승객이 어떤 경험을 하게 될지 미리 알아낼 수 있습니다. 유인 우주탐사 초창기에 강아지나 원숭이가 했던 역할을 로봇이 맡고 있는 셈이죠”



그는 시험발사 결과, 성층권에서 밖을 내다볼 때 관측창에 로봇의 모습이 반사된 상이 맺혀 경관 감상을 방해하는 것으로 나타났다고 말했다. 그래서 창문의 위치가 바뀔 가능성이 높다고 한다.

이와 관련 두 회사 모두는 기존의 항공 여행처럼 탑승객들이 평상복을 입고 기구 여행을 즐기도록 만들고자 한다. 훈련을 받을 필요가 없으며, 간단한 브리핑만 들으면 곧바로 여행을 떠날 수 있도록 말이다.

물론 캡슐 바깥은 인간이 살 수 없는 환경이다. 노출되는 즉시 사망한다. 때문에 두 회사는 앞으로 안전성과 안락함 사이에서 최적의 균형점을 찾아내야 한다. 이 점에서 바움가르트너가 탑승했던 캡슐을 제조한 세이지 체셔의 아트 톰슨 사장은 최소한 조종사만이라도 우주복을 입혀야 한다고 주장하기도 한다. 성층권에서 캡슐에 문제가 생기면 조종사가 문제를 해결할 수 있어야 한다는 이유에서다.

“당연히 가장 최선은 모든 탑승객에게 우주복을 입히는 겁니다”

하지만 우주복을 입히려면 관광객들이 훈련을 받아야 한다. 칵테일을 마시거나 자녀의 손을 잡아주기도 어렵다. 이에 두 회사는 문제 발생 시 가급적 신속히 캡슐을 착륙시키는 방향으로 기술개발의 역량을 모으고 있는 듯하다.

마지막 단계인 지구 귀환은 세 단계 중 가장 까다롭다. 30km 상공에 떠 있던 4~5톤 중량의 물체를, 낙하산을 이용해 지정된 장소에 정확하고 부드럽게 착륙시킨다는 게 말처럼 쉽지 않은 탓이다. 정확히 말하면 아직 누구도 성공한 적이 없는 과제다. 공기가 워낙 희박한 고도여셔 이것이 가능이나 한 건지 의구심마저 제기되고 있다.

이 기술의 확보를 위해 월드 뷰는 낙하산과 GPS 유도시스템을 활용, 30km 상공에서 45kg의 화물 낙하 실험을 세 차례 실시했다. 올 여름에는 화물 중량을 10배로 늘려 기술고도화에 나설 계획이다. 이어 연말까지 중량 4톤의 캡술과 그에 걸맞은 낙하산을 개발, 실제 상황을 모사한 실험을 수행할 방침이다.



제로2인피니티 역시 올해 중 캡슐 착륙 실험을 진행한다. 이 실험의 초점은 착륙 기술의 정밀성 향상, 그리고 캡슐에서 촬영한 동영상을 실시간 전송할 고속 원격측정 링크의 테스트에 맞춰져 있다.

덧붙여 이 회사는 일반 여객긱의 비상 안전장비로 활용 가능한 대형 낙하산의 개발에도 힘을 쏟고 있다. 캡슐에 장착될 낙하산보다 크기가 훨씬 크겠지만 하나의 기술로 두 가지 활용도를 꾀함으로써 리스크와 비용은 낮추고 개발 속도를 높일 수 있다는 게 로페스-우르디알레즈의 설명이다.

다만 착륙용 낙하산은 적어도 일정 부분 조종사의 의지대로 제어돼야 한다. 따라서 두 회사는 궁극적으로 유인 시험비행이 필요하다. 이에 대해 월드 뷰의 마크 켈리는 자신처럼 우주왕복선 조종 경험이 있는 NASA의 전직 우주비행사가 시험조종사로 발탁될 개연성이 높다고 전했다. 우주왕복선도 캡슐과 마찬가지로 하강 시 무동력 활강비행을 하기 때문이다. 또한 낙하산을 매단 캡슐과 다름없이 우주왕복선도 양력 생성 시 상당한 항력을 받는다. 켈리 스스로도 캡슐의 시험조종사가 되기 위해 올 여름 항공기 탈출법과 소형 낙하산 제어법을 훈련 받을 계획이다.

“월드 뷰의 조종사 팀을 꾸리는 것이 제 임무지만 초기의 유인 시험비행에는 직접 참여하고 싶습니다. 가능하다면 고객을 태운 첫 상업비행도 제가 하고 싶네요.”

그는 월드 뷰의 비전이 로켓 비행보다 심플하다는 점에 큰 매력을 느끼고 동참을 결심했다고 속내를 밝혔다. 잠재 고객들도 그와 유사한 이유로 기구 비행에 관심을 가질 것이다. 물론 지불한 비용에 부합하는 특별한 체험을 기대하면서 말이다. 우주에 나가보기 전 켈리는 무중력 상태에서의 우주유영이 우주여행의 백미라고 확신했다. 하지만 지금은 생각이 바뀌었다.

“우주여행에서 가장 중요한 것은 우주를 떠다니는 지구를 자신의 두 눈으로 직접 바라보는 겁니다.”

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━◇ 일생일대의 여행

우주여행은 티켓의 가격과 취향에 따라 각기 다른 경험을 제공할 것이다.

1. 성층권 기구 여행

｜항공사 월드 뷰 익스페리언스 ｜ 가격 7만5,000달러

1. 동트기 2시간 전 캡슐에 탑승한다. 성층권으로 실어다 줄 거대한 폴리엔틸렌 기구가 캡슐 위로 솟아 있다. 지정좌석이 있지만 어느 좌석에 앉아도 큰 상관은 없다. 좌석이 회전하면서 360도의 경관을 보여주기 때문이다. NASA 우주비행사 출신 조종사로부터 5분간 브리핑을 받은 뒤 이륙이 시작된다.

2. 상승은 느리고 꾸준하게 진행된다. 평균 상승속도는 시속 18km 정도다. 상승이 계속될수록 기구에 충전된 헬륨가스가 팽창, 길고 가늘었던 기구가 물방울 모양으로 빵빵하게 팽창한다. 이렇게 1시간 30분이 지나면 고도 30km에 도달한다. 이때부터 승객들은 외부경관을 감상하거나 칵테일을 마시거나 화장실을 가는 등 자유롭게 돌아다닐 수 있다.

3. 고도 30㎞ 도달후 캡슐은 기류를 타고 부드럽게 표류한다. 이를 ‘세일링’이라 부른다. 조종사와 승무원이 설명하는 별자리와 행성들의 이야기를 듣다보면 일출이 시작된다. 그때쯤 조종사가 자신이 우주에서 지구를 처음 내려다봤을 때 느꼈던 감정적 변화, 즉 ‘조망효과(Overview Effect)’를 말해줄 수도 있다. 탑승객들은 휴대폰을 꺼내 난생 처음 겪는 장엄한 광경을 촬영하고, 성층권을 배경으로 셀카를 찍을 것이다.

4. 약 2시간 뒤 조종사는 기구에서 헬륨을 방출하며 하강을 시작한다. 이후 캡슐과 기구를 분리하고, 폭 30m의 낙하산을 전개한 뒤 조종 가능한 상태로 하강비행을 시작한다. 바람이 캡슐을 수백㎞나 밀쳐내겠지만 낙하산을 제어해 원래 위치로 되돌아올 수 있다. 조종사는 안전하고 정확한 착륙을 위해 오랜 기간 훈련을 받았기에 승객들은 마치 소음이 전혀 없는 소형 항공기에 앉아 있는 기분이 들 것이다. 1시간 미만의 강하 비행 끝에 캡슐은 당초 이륙했던 공항에 안착한다.

2. 로켓 추진 준궤도 우주선





｜항공사 XCOR 에어로스페이스 ｜ 가격 10만 달러

1. 준궤도 우주선 ‘링스(Lynx)’에 탑승, 안전벨트로 몸을 단단히 고정한다. 모든 승객은 신체검사를 통과한 뒤 2주일간 중력가속도에 대처하는 호흡법 등을 교육 받은 상태다. 객실이 밀폐구조의 여압실이기는 해도 만일을 대비해 전 탑승객은 여압복을 착용한다. 어느 순간 헬멧 내장스피커를 통해 항공관제사의 목소리가 들릴 것이다. “이륙을 허가한다. 3, 2, 1, 점화.”

2. 로켓 부스터 4기가 불을 뿜고, 링스는 굉음을 내며 활주로를 이륙한다. 이륙 후 60초 내에 초음속에 도달하지만 승객들은 빠르게 비행 중이라는 느낌 외에 초음속의 속도감은 체감하지 못한다. 이후 링스가 기수를 들면서 75도의 가파른 각도로 대기권을 뚫고 상승한다. 고도계가 100㎞를 향해 올라가고, 순식간에 시야에서 지표면이 멀어진다.

3. 갑자기 칠흑 같은 우주가 나타난다. 팔에 중력이 작용하지 않는 듯 느껴지면서 멀리 지구의 만곡면이 보일 것이다. 곧이어 진짜 무중력 상태가 된다. 조종사가 가속 부스터를 제어하며 비행경로를 날아가는 동안 승객들은 우주의 경치를 즐긴다.

4. 약 5분후 우주선이 기수를 내리고 지구의 중력에 몸을 맡기며 하강을 개시한다. 이륙 때보다 강한 중력가속도가 신체를 압박할 것이기에 마냥 편안히 주변 경관을 감상하기는 어려울 수도 있다. 대기권 재진입은 빠르고 요란하게 진행된다. 짧은 시간이지만 승객들은 지구 중력의 4배(4G)를 이겨내야 한다. 링스가 순항 고도에 도달, 순항비행을 시작하면 제트여객기 수준의 안락함이 찾아온다. 조종사가 착륙기어를 내리고 링스를 활주로에 착륙시키면서 여행이 마무리된다. 이륙부터 착륙까지는 약 30분이 소요된다.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━EDITED BY Kalee Thompson