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[장르물 전성시대] 2010 스페이스 오디세이(2021. 05. 28 11:32)

2021. 05. 28 11:32 문화/과학 고장원 SF평론가

ㆍ과학적 상상력과 SF적 상상력의 차이 과학과 SF는 상상력에 크게 의존한다는 공통점이 있다. 다만 과학적 상상력이 검증을 위한 사색이라면 SF적 상상력은 그 사색에 내포된 가능성을 한층 더 확장한다는 차이가 있다. 즉 후자는 전자만으로는 미진한 허전함을 채워준다. 대체 어떤 식으로? ‘우주에서 생명의 생존’이란 주제에 한정해 살펴보자. 아서 C. 클라크의 표지 / 황금가지 제공, 이언 뱅크스의 ‘컬처 시리즈’ 첫편인 표지 / 열린책들 제공, 영화 의 포스터. 조세프 루스낵 감독의 1999년 작품이다. / ‘네이버 영화’ 갈무리(사진 왼쪽부터) 이론물리학자 폴 데이비스는 항성 간 여행에 적합한 지적 존재는 우리 같은 유기체가 아니라 기계(인공지능과 결합한)라고 보았다. NASA 계산에 따르면, 태양에서 가장 가까운 이웃 항성계 프록시마 센타우리까지 보이저1호가 현재 비행 속도(초속 17.3㎞)로 도달하는 데 약 7만3000년이 걸린다. 꿈의 워프 엔진이 발명되지 않는 한 로켓추진 방식을 아무리 개량해봤자 항성 간 탐사는 아주 오랜 기간을 요할 수밖에 없으니 인간이 감당하기엔 역부족이다. 냉동인간이란 대안은 한군데 정착이라면 모를까 우주를 탐사하기엔 적당치 않다. 그래서 컷 보네것의 과학소설들에 단골로 등장하는 초장수 외계인 종족 트랄팔마도어인은 자아를 지닌 기계생물이다. 심지어 I. M. 뱅크스의 <컬처 시리즈>와 앤 레키의 <정의 시리즈>에는 아예 우주선 자체가 인간과 다를 바 없는 인격을 지닌 전자생물로 나온다. 기계생물이라면 우리 은하를 정복하는 데 시간이 얼마나 걸릴까? 생각보다 짧다. 기계는 유기체와 달리 쉽게 자신을 복제할 수 있으니까. 자기복제 기계 개념은 수학자 폰 노이만이 1951년 처음 떠올렸다. 가령 광속의 90% 속도인 반물질 점화방식 우주선으로 은하 전체 식민화에 나선다고 해보자. 과학컨설턴트 마커스 초운의 계산에 따르면 노이만식 AI 우주선의 자가증식 시스템을 채택할 경우 약 2000만년이면 충분하다. 별 하나의 일생에 비하면 이는 찰나에 불과하다. 아서 C. 클라크의 <2010 스페이스 오디세이>는 바로 이 노이만 기계가 무수한 복제들과 함께 목성을 제2의 태양으로 바꿔놓는 현장을 목격한다. 그렇다고 기계만 영생할 자격이 있는 건 아니다. 융통성 있게 접근해보자. 그렉 이건의 <디아스포라>가 힌트다. 여기서 인류 대부분은 자신을 디지털 데이터로 만들어 하드웨어에 저장함으로써 영생을 구가한다. 인간이 영혼을 디지털 데이터로 바꿀 수 있다면 하드웨어(기계)와 융합하는 것은 식은 죽 먹기 아닐까. 21세기 사이버펑크 소설에서 정신의 디지털화가 야기한 각종 사회변동은 이야기의 기본 틀이 된 지 오래다. 아직 난관이 남았다. 기계와 융합한 생명이 아무리 영생을 거듭한들 오메가 포인트 앞에서는 속수무책일 테니. 오메가 포인트란 우주가 다시 수축을 거듭해 마침내 시공간이 0이 되는 순간이다. 방법은 둘 중 하나다. 그런 악조건에 맞게 신체 구성물질을 바꾸거나 아니면 그리되기 전 다른 평행우주로 탈출하는 길이다. 스티븐 백스터 <질리 시리즈>는 이 두가지를 다 보여준다. ‘포티노 새들’이란 종은 우리처럼 중입자가 아니라 암흑물질로 돼 있어 항성 속을 편안하게 유영하며 ‘질리’ 종족은 포티노 새들에 견디다 못해 은하 규모의 입자가속기를 만들어 다른 우주로 달아난다. 그러나 철학자 닉 보스트롬과 일부 과학자들이 주장하듯 우리 우주가 실재하는 게 아니라 단지 정교한 시뮬레이션에 불과하다면 모든 게 무의미해진다. 영화 <13층>에서처럼 창조주가 전원 스위치를 끄는 순간 종말을 고할 테니.

장르물 전성시대

[2050 과학오디세이]서기 2050년의 변화된 세상(2021. 04. 16 15:43)

2021. 04. 16 15:43 문화/과학 그림 이정문

[2050 과학오디세이]2050년 세상은 이렇게 변한다(2021. 04. 16 11:09)

2021. 04. 16 11:09 문화/과학 주영재 기자

앞으로 30년 후의 세상은 어떻게 달라져 있을까? 전문가들은 과학기술이 바꿀 미래가 유토피아가 될지, 디스토피아가 될지는 우리의 욕망과 민주주의가 결정한다고 강조한다. 주간경향이 과학의 날을 맞아 과학자 14명을 만났다. 지난 4월 6일(현지시간) 싱가포르에서 한 시민이 식료품을 배달하는 자율주행 배달로봇 옆을 자전거를 타고 지나가고 있다. / 로이터연합뉴스 인간은 미래를 내다보길 좋아한다. 점성술과 신탁을 이용하다가 이젠 과학의 힘을 빌리기도 한다. 인공지능으로 주가를 예측하거나, 기상과 기후 현상을 예상한다. 하지만 여전히 한 세대 떨어진 미래의 일을 예측하는 것은 어렵다. 과거 사람들이 미래를 예측했던 결과를 보면 어떤 예측은 너무 느리거나 빨랐고, 어떤 것은 지금도 실현 가능성이 없어 보인다. <미래는 오지 않는다>(전치형·홍성욱)라는 책에는 1954년 상상한 해저도시의 그림이 있다. 당시 사람들은 20세기 말에 바닷속은 물론 화성에서도 도시를 건설할 것이라고 예상했다. 미래의 자동차는 태양광과 핵에너지로 동력을 얻고, 평균 속도가 시속 200㎞에 달할 것이라 생각했다. 1910년 상상한 미래의 보스턴시에선 하늘을 나는 1인승 비행체가 등장한다. 1925년에 예상한 미래의 뉴욕(왼쪽)과 1910년 상상한 미래의 보스턴시 / flick 한편으로 전치형·홍성욱은 미래 예측은 중립적이지 않다고 강조했다. “미래 예측이 현재에 대한 통제권을 지향하고 있기 때문”이다. 그럼에도 미래를 예상하는 것은 현재의 우리를 돌아볼 기회를 제공한다. 지금 무엇이 문제이고, 어떻게 해결할 수 있는지 아이디어를 제공한다. 이런 취지에서 주간경향은 과학의 날을 맞아 전문가들이 전망한 한 세대 뒤의 일상을 담았다. 로봇과 인공지능이 지배하는 시대, 인간의 뇌와 컴퓨터가 연결된 시대, 기본소득과 노동시간 단축이 당연한 시대이다. 전문가들은 과학기술이 바꿀 미래가 유토피아가 될지, 디스토피아가 될지는 우리의 욕망과 민주주의가 결정한다고 강조했다. 노도영 기초과학연구원장 “과학의 연구 분야인 우주, 물질, 생명 중에서 물질과 생명은 엄청난 진보가 있을 것 같고 우주는 상대적으로 더딜 듯하다. 인간 뇌에 대한 이해는 지금보다 훨씬 높아질 것이다. 뇌에 직접 연결되는 외부장치가 늘어나고 인간 뇌에 대한 이해도가 걱정될 정도로 높아지지 않을까. 지금은 원자가 몇개만 있어도 서로 어떻게 상호작용하는지 계산하기 쉽지 않은데 양자컴퓨팅 기술 등 컴퓨팅 파워가 발전해 30년 후엔 웬만한 물질계를 이해할 수 있는 시뮬레이션을 다 할 수 있지 않을까. 우리가 원하는 물질이 있다면 그 물질을 거의 완전하게 만들 수 있을 것이다.” 김소영 카이스트 과학기술정책대학원 교수 “30년이란 대체로 한 세대인데, 자식과 제자를 키우는 부모·스승으로서 내가 걸어가는 길이 장밋빛 미래가 아닌 모든 인간이 겪어온, 그리고 겪어갈 기쁨과 슬픔, 아픔이라는 단순한 사실을 되새기고 싶다.” 김상욱 경희대 물리학과 교수 “나는 양자역학과 관련한 다양한 주제를 연구한다. 사람들은 간단히 양자정보 분야라고 부르기도 하지만, 내 입장에서는 내 연구를 그 단어의 틀에 가두고 싶지는 않다. 정확히 말하자면 나는 양자역학과 고전역학의 경계에서 일어나는 일에 관심이 있다. 이 경계에 대한 주제라면 대상을 가리지 않는다. 그래서 레이저광학, 고체물리, 원자물리, 양자정보, 양자열역학 등 여러 분야를 다뤘다. 이런 연구는 30년 후 일상에 조금도 영향을 주지 않을 것 같다. 양자역학과 고전역학이 논리적으로 매끄럽게 연결돼야 한다는 믿음 때문에 연구하는 것이니까. 물론 이 연구의 결과가 뜻하지 않은 응용을 가져올 수도 있다. 하지만 그런 응용을 목표로 연구하는 것은 아니다.” 이주한 한국기초과학지원연구원 대형연구시설기획연구단장 “방사광 가속기가 반도체 분야의 비약적인 발전을 가져올 것이다. 확실한 건 지금처럼 들고 다니는 형태의 휴대폰은 사라진다는 것이다. 휴대폰 ‘플랫폼’은 도태되고 휴대폰의 첨단 기능만 남을 텐데 그 형태는 아직 가늠이 안 된다. 웨어러블 형태가 될 수도 있고, 인간의 몸에 들어올 수도 있다. 산업뿐만 아니라 의학 분야에서도 방사광 가속기의 역할이 더 커질 것이다. 불행하게도 미래에도 인류는 질병을 정복하지 못할 것이다. 새로운 바이러스가 끊임없이 몰려올 텐데 그때마다 방사광 가속기의 ‘빛’이 바이러스와 맞서겠지. 지금보다 진보한 방사광 가속기의 빛이 지금보다 더 정확하고 빠르게 바이러스의 정체를 밝혀낼 것이다. 그러면 바이러스 치료제 개발을 더 앞당길 수 있을 테고, 그만큼 무고한 희생도 줄어들 것이다. 방사광 가속기의 빛이 인류 문명과 삶의 질을 향상시킬 것으로 본다.” 지난 3월 16 일 홍콩의 핸슨 로보틱스가 개발한 휴머노이드 로봇 소피아가 만든 ‘대체 불가능 토큰(NFT)’ 작품 경매가 시작되기 전 로봇 팔로 붓을 들어보이는 장면을 연출하고 있다.(위) 미국 미시간 대학의 한 연구원이 지난 3월 12일(현지시간) 착용형 로봇(wearable robots)의 쓰임새를 설명하고 있다./AP연합뉴스 서판길 한국뇌연구원 원장 “앞으로 30년 뒤 뇌과학은 인간에 대해 더 많은 것을 규명하게 될 것이다. 게임중독·유튜브 중독 같은 중독은 왜 발생하는지, 폐쇄된 공간에 오래 있으면 왜 정서불안이 생기는지 등의 이유도 훨씬 많이 알게 될 것 같다. 뇌파를 이용해 각종 기계를 조작하는 일도 가능해질 것이다.” 윤시우 한국핵융합에너지연구원 KSTAR 연구본부 본부장 “30년 뒤에는 핵융합 발전소가 들어설 것이다. 우리가 쓰는 전기 대부분은 거기에서 따다 쓸 것이다. 한국의 전력 공급 구조가 180도 바뀌겠지. 일단 핵융합을 통해 전력 생산이 가능해지면 미래는 엄청나게 빠르게 변할 것이다. 30년 뒤, 그리고 또 30년 뒤에 핵융합은 더 소형화된 형태로 진보할 것이다. 모바일 환경에서 가능한 소형 핵융합 장치들이 나오겠지. 자동차도 핵융합 에너지를 이용할 테고. 뭐 ‘아이언맨’ 가슴팍에 있는 아크원자로도 핵융합 에너지잖아. 피부로 체감할 수 있는 변화들. 상상했던 것들이 눈 앞에 펼쳐질 것이다.” 조천호 경희사이버대학교 미래인간과학스쿨 특임교수 “30년 후면 2051년이 된다. 1.5℃ 시나리오를 통해 탄소순제로를 달성하겠다고 밝힌 2050년의 다음 연도다. 기후위기 대응에 성공한다면 굉장히 좋은 세상이 될 것이다. 단순히 온실가스를 줄이느냐는 문제가 아니라 정의로운 세상이 되는 것이니까. 현재 전 세계 인구가 78억명인데, 10%가 영양실조에 걸려 있고, 10% 이상이 비만인구다. 인간이 생산하는 식량의 상당 부분이 쓰레기통으로 들어간다. 쓸 수 있는 생필품을 생산하고도 버린다. 부족하고 결핍됐다는 세뇌교육과 오로지 성장만을 부르짖으면서 벌어지는 일이다. 기후위기에 대응한다는 것은 그런 것을 중단한다는 의미다. 무한한 욕망이 달성될 수 없다는 것을 깨달았으니 굉장히 좋은 세상을 만들었다는 뜻이 된다.” 서창호 카이스트 전기및전자공학부 교수 “인간의 평균수명이 120세까지 늘어나는 장수 시대가 열릴 것이다. 이 관측은 내가 장기적인 과제로 진행 중인 인공지능 연구와 관련해 제시하는 것이다. <가타카>라는 영화를 보면 아기의 피를 뽑아 DNA 검사를 해 어떤 질병에 걸릴 확률이 어느 정도인지 예측하는 장면이 나온다. 이런 미래가 적어도 2030년 정도부터는 구현 가능한 수준으로 나올 거라 예상하고, 그 기술을 인공지능으로 실현할 수 있다고 파악해 연구 중이다. 예컨대 간암에 걸릴 확률이 몇퍼센트인지를 알 수 있어 예방이 가능해지고 예방을 위한 방법도 그만큼 많이 개발돼 수명이 크게 늘어난다. 다만 개인의 유전정보와 질병정보 같은 민감한 정보를 대규모로 수집해 축적하기가 쉽지 않다는 현실적인 문제도 있기 때문에 앞으로 30년 이상, 즉 2050년 이후쯤 인공지능 분석이 가능할 것으로 보고 장기적인 프로젝트로 진행 중이다.” 미국 항공우주국(NASA)의 화성 탐사로버 ‘퍼서비어런스’가 로봇 팔 끝에 있는 왓슨 카메라를 이용해 첫 우주 헬기 ‘인저뉴어티(Ingenuity)’와 함께 셀카를 찍고 있다. / NASA 이정모 국립과천과학관장 “30년 전 ‘소년 중앙’이 그린 그림을 보면 당시 예상한 것 중 한가지 빼고 다 이뤄졌다. 고등학생이 수학여행을 달로 가는 것이다. 당시 어처구니없었던 것은 벽걸이TV였다. 문 달린 TV를 쓰던 때 어떻게 TV를 그림처럼 걸어놓냐고 생각했다. 전자총이 아닌 전혀 다른 방식을 몰랐기 때문이다. 앞으로 어떻게 바뀔까 보면 가장 많이 볼 수 있는 건 로봇 팔다리일 것 같다. 지금 태어나면 120세는 산다고 한다. 수명이 길어졌는데 관절까지 건강하진 않을 것 같다. 아픈 팔다리를 끌고 40년을 더 살진 않을 테니 적어도 뇌 아랫부분은 상당히 많이 기계로 바꿀 수 있을 것이다. 돼지에서 키운 인공장기를 쓸 수도 있고, 콩팥은 전자적으로도 만들 수 있다. 로봇 팔다리를 이식하려면 전신마취를 해야 하는데 젊을 때 할 거다. 이왕이면 성장 끝날 때쯤 해서 군대를 다녀오면 로봇 팔다리로 키 180㎝를 맞추고, 회사에서도 근속 30주년을 기념해 팔을 새로 해주지 않을까. 그다음 고속열차를 대신해 하이퍼루프가 상용화되면서 조용하고 빠르게 이동할 수 있는 수단이 될 것 같다. 인공지능과 로봇이 생산하니 사람의 일자리는 당연히 줄 수밖에 없다. 자본주의는 돌아가야 하니까 결국 기본소득을 도입할 수밖에 없다. 인공지능과 로봇으로 생산해 절약한 만큼 세금을 거둬 공공영역에 사람을 고용해 아이를 키우거나 노인을 돌보고 마을과 자연을 가꾸게 하는 것이다. 노동시간이 엄청 줄어 구석기 시대처럼 하루 3시간만 일해도 먹고살게 될 것이다. 다만 미래사회가 유토피아가 되려면 전제 조건으로 엄청나게 강력한 민주주의가 필요하다. 그 시스템을 잘 갖추지 못하면 선출한 권력이 아니라 플랫폼을 갖고 있는 테크로크라트의 권력에 종속될 수 있다.” 안혜연 한국여성과학기술인지원센터 소장 “30년 후 세상이 긍정적이었으면 좋겠다는 생각을 굉장히 많이 한다. 되게 불안하다는 표현이다. 기술이 너무 급속도로 발전해 지금도 사람들이 따라가기에 너무 빠르다. 차는 당연히 알아서 혼자 다닐 것이고 집안도 온통 다 자동화될 것이다. 일도 재택이 될 것이라 생각한다. 로봇이 아기와 노인을 돌볼 것이다. 과거에 직업이 몇십년 단위로 바뀌었다면 5년, 10년 단위로 형태가 바뀔 것이다. 어떤 직업이 새로 생길까, 어떤 역할이 필요해질까를 계속 모니터링하면서 그 역할을 찾아가야 한다.” 고정환 한국항공우주연구원 한국형발사체개발사업 본부장 “지구 궤도만이 아니라 사람이 가고 싶은 곳은 어디든 마음대로 가서 돌아올 수 있는 미래가 오지 않을까 생각해본다. 하지만 구체적으로 따지면 그런 기술을 구현하기가 굉장히 어렵다는 점에서 상당히 먼 일일 것 같다는 생각도 든다.” 이상엽 카이스트 생명화학공학과 특훈교수 “이산화탄소 문제가 너무나도 중요해 상당한 화학물질을 바이오로 만들고 있을 가능성 높다. 바이오화학으로 여러 좋은 첨가제나 기능성 화합물을 기여할 수 있을 것이고, 에이즈나 알츠하이머도 일부 생물학적 치료법이나 예방법이 나올 것 같다. 개인용 비행체를 타고 다니고, 스마트 빌딩화가 되면서 온·습도가 자동으로 조절될 것이다. 홀로그램으로 대화할 수도 있을 것이다. 로봇경찰도 나올 것이다.”

[2050 과학오디세이]고정환 한국우주항공연구원 한국형발사체개발사업 본부장 “우리 발사체로 2030년까지 달 착륙”(2021. 04. 16 11:09)

2021. 04. 16 11:09 문화/과학 주영재 기자

전남 고흥 포두면을 거쳐 동일면, 봉래면으로 이어지는 약 47㎞의 길은 ‘우주로 가는 길’로 불린다. 봉래면 외나로도에 있는 나로우주센터가 종점이다. 가는 길 곳곳에 아기자기한 섬들이 둥글게 솟아 있고, 갯벌과 해수욕장이 숨어 있다. 이중 어디가 ‘누리호’ 발사 모습을 지켜보기 좋은 ‘명당’일까. 오는 10월 누리호 1차 시험발사가 다가올수록 국민의 이목이 주목될 곳이다. 고정환 한국우주항공연구원 한국형발사체개발사업 본부장이 4월 6일 전남 고흥 나로우주센터 발사체 종합 조립동에서 누리호 개발 상황을 설명하고 있다. / 항우연 제공 이제 반년 남았다. 한국형발사체 누리호 개발 사업은 지난 3월 25일 1단 종합연소시험에 성공하면서 순항하고 있다. 시험발사가 성공하면 우리가 원하는 때, 원하는 위성을 우주로 발사할 수 있는 기술을 확보하게 된다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구 상공 600~800㎞ 저궤도에 올릴 수 있는 3단형 발사체이다. 누리호급의 우주발사체를 자국에서 발사할 수 있는 나라는 6개국에 불과하다. 누리호 사업이 성공하면 한국은 세계 7대 우주강국의 반열에 오른다. 20년 넘게 로켓 개발 외길 누리호 사업에는 한국의 과학기술, 제조역량이 총동원됐다. 이를 조율하고 지휘한 이는 고정환 한국항공우주연구원 한국형발사체개발사업 본부장(54)이다. 고 본부장은 2000년 우리나라 최초의 액체추진 로켓인 과학로켓(KSR) 3호 개발에 참여하면서 로켓 개발에 발을 들였다. 이후 지금까지 20년 넘게 줄곧 로켓 분야 연구에 매진했다. 우리나라 최초의 우주발사체인 나로호 체계종합팀 책임연구원, 발사체품질보증팀장을 거쳐 한국형발사체개발사업단 단장을 거쳤다. 고 본부장은 어릴 적 마징가Z, 태권V 같은 로봇 만화에 심취했다. 1985년 서울대 항공공학과에 입학하면서 과학 꿈나무에서 진짜 과학도의 길을 걷게 됐다. 미국 텍사스 A&M 대학원 항공우주공학과에서는 유도제어 분야 연구로 박사학위를 받았다. 이후 약 4년간 미국의 대학교에서 연구원으로 일하다 국내로 들어왔다. 그는 “유도제어 분야는 시스템에 관한 정보를 많이 알게 돼 미국 영주권이나 시민권이 없는 외국인이 취업하기 어려운 분야다. 연구원으로 있어도 외국인이라 보안등급에 차이가 있어 한계를 느꼈다”고 말했다. 항공우주연구원(항우연)에 입사한 후엔 10년 넘게 발사체 비행 안전을 맡았다. 로켓이 비행하다 문제가 생길 경우 비행 중단 결정을 내리는 게 그의 일이었다. 로켓은 상당한 양의 연료를 싣고 비행한다. 잘못 추락할 경우 인명·재산 피해가 클 수 있다. 모니터링을 하면서 이상이 감지된 순간 빠르게 판단해야 하기 때문에 발사 장면을 눈으로 볼 여유가 없었다. “비행 안전 일을 할 땐 폐쇄회로(CC)TV로도 발사 장면을 못 봤다. (본부장을 맡고 있는) 지금도 발사통제소 안에서 CCTV만 볼 수 있지 육안으론 못 본다.” 그는 2015년 8월 한국형발사체개발사업단장을 맡으며 누리호 개발을 지휘했다. 처음 시작할 때 수십명 수준이었던 인력은 지금 200명 넘게 불었다. 폰 브라운처럼 천재적인 한명이 우주 개척을 진두지휘하던 시절은 이제 지났다. 고 본부장은 “엔진을 만드는 사람, 연료·산화제 탱크를 만드는 사람 등 지금은 전문분야가 매우 세분화돼 있다. 지금 우리가 하는 일도 30년 전부터 항우연 안에 축적된 기반 위에서 이뤄온 것이지 특출난 한명이 했다고 하긴 어렵다”고 말했다. 지난 4월 6일 고 본부장을 만난 곳은 나로우주센터 발사체 종합 조립동이다. 높이 40m, 폭 30m, 길이 70m 정도의 조립동 안에서 누리호 1~3단이 조립되고 있다. 조립동 안에 들어가려면 먼저 에어클린실을 통과해야 한다. 미세 먼지라도 배관에 들어갈 경우 문제가 생길 수 있기 때문이다. 10월 시험발사를 위한 1·2단 비행모델(FM)의 조립이 70%를 조금 넘게 진행됐다. 3단 비행모델은 이미 조립이 완료됐고, 바로 옆에서 내년 5월 예정된 2차 시험발사에 쓰일 비행모델 2호기 3단이 제작 중이다. 발사대 인증시험을 위한 인증모델(QM)은 이미 제작이 완료돼 전체 조립을 위한 점검을 받고 있다. 전남 고흥 나로우주센터 발사체 종합 조립동에서 로켓 개발자들이 누리호 3단 로켓(왼쪽)을 제작하고 있다. / 항우연 제공 시행착오와 실패가 자산으로 비행모델 제작은 7월에 끝난다. 그에 앞서 5월에는 인증모델 기체 1~3단을 결합해 처음으로 발사대와 접속해보는 발사대 인증시험을 한다. 발사대에서 연료와 산화제를 주입하고 빼내는 과정을 연습한다. 문제가 생길 경우 발사를 중지하고 철수하는 연습도 중요하다. 이 과정에서 인명 피해가 발생할 수 있기 때문이다. 고 본부장은 “나로호 개발 때 러시아에서 많이 배운 부분이다. 센서를 삼중화하고, 연료 주입 순간부터 반경 1.8㎞ 내의 사람을 완전히 소개하고 원격으로 조작한다. 내부의 연료와 산화제가 다 배출된 후에만 사람이 접근할 수 있다”고 설명했다. 로켓엔진은 연소실과 노즐, ‘터보펌프’로 불리는 추진제 공급계통으로 크게 나뉜다. 누리호는 연료로 항공등유를, 산화제로 액체산소를 쓴다. 연소실에서 추진제를 분사해 연소하면 고온고압의 가스로 변한다. 이 고온고압의 가스가 노즐의 좁은 목을 통과해 가속되면서 운동 에너지를 만들어낸다. 연소실 압력은 60기압에 달하는데 연료와 산화제를 그 이상의 압력으로 공급해야 연소실에 들어갈 수 있다. 이를 위한 장치가 터보펌프이다. 터보펌프는 1분에 1만번 회전하며 연료, 산화제를 고압 상태로 만들어 연소실에 밀어넣는다. 로켓은 엔진의 총추력이 기체 중량을 상회해야 발사대를 떠나 날아오를 수 있다. 추력은 로켓이 기체를 가속하는 힘의 양이다. 추력 75t의 누리호 1단 엔진 4개가 묶여 전체 추력은 300t이 된다. 누리호의 무게가 200t이라 1.5G의 가속도를 얻어 발사대를 떠날 수 있게 된다. 고체로켓은 발사 순간부터 6~7G의 가속도를 낸다. 그래서 상대적으로 액체로켓을 단 발사체가 발사대를 떠날 때는 매우 느리게 올라가는 것처럼 보인다. 하지만 이런 액체로켓도 60초 정도가 지나면 음속을 돌파한다. 4G라면 지표 중력 가속도의 4배를 뜻한다. 가속도가 커질수록 구성품의 무게가 늘어 구조에 무리를 준다. 연소와 비행으로 인한 진동도 엄청나다. 고 본부장은 “전자장비가 고속에서는 못 견뎌요. 그래서 보통 발사체들은 중력 가속도의 4배 이하로 제한하고 모든 장비도 그 정도 규격으로 제작한다. 액체가 들어 있어 움직이면 출렁출렁하면서 안 좋은 영향을 주기 때문에 가능한 이륙 가속도를 크지 않게 출발해 점점 속도를 높여간다”고 설명했다. 누리호는 한국의 과학기술과 제조역량을 집약한 결정체이다. 이날 1단 로켓에 결합된 4기의 75t 엔진을 직접 보니 눈으로 좇아가기 힘들 정도로 복잡했다. 추력 7t인 3단 엔진도 난이도는 비슷했다. 3000℃에 달하는 온도에 노즐이 녹지 않도록 냉각 성능을 유지하는 게 관건이었다. 엔진 자체도 복잡하지만 엔진을 기체에 조립하기 위한 배관과 전선 등이 굉장히 복잡하게 얽혀 있다. 영하 183℃인 산화제의 온도를 유지하면서 새지 않도록 하는 데 많은 공을 들여야 한다. 상태를 알기 위한 센서도 100여가지가 붙는다. 전체 부품의 수는 37만개, ‘신경세포’ 역할을 하는 전선의 길이는 약 47㎞에 달한다. 과연 손을 집어넣어 조립할 수 있을까, 의심이 들 만큼 복잡했다. 실제 대부분의 연기 이유가 1단 조립 때문이었다. 조립하는 과정에서 순서가 맞지 않아 풀어서 처음부터 다시 조립하기도 했다. 시간이 많이 지체됐지만 안 해보고는 할 수 없다는 걸 깨달았다. 고 본부장은 “손만 들어갈 게 아니라 도구가 움직일 여지가 있어야 하는데 그게 캐드(CAD) 상으로 잘 확인이 안 돼 시행착오를 겪었다. 지금은 처음 할 때보다 굉장히 안정화됐다. 한번 해보면 그다음은 잘되니까 경험을 확보하는 게 중요하다”고 말했다. 우주 개발 과정을 보면 실패와 모방에서 배운다는 말은 진리이다. 오늘날 세계 정상급에 오른 중국은 1950~1960년대 러시아에서 기술을 배우다가 어느 순간 독자적으로 발전했다. 북한 역시 스커드 미사일을 역설계해 노동미사일을 만들고 발사체에 적용했다. 우린 그렇게 발사체를 가져와 뜯어볼 기회도 갖지 못했고, 나로호 때도 가까이 가서 보기 어려웠다. 그럼에도 나로호의 경험이 없었다면 한국형발사체 개발은 불가능했다. 기술은 이전받지 못했지만, 러시아와의 협업에서 많은 걸 배울 수 있었기 때문이다. 오는 10월 한국형발사체 누리호가 발사될 나로우주센터 제2발사대에 실제 로켓과 크기, 무게, 무게 중심 등을 동일하게 만든 로켓 목업(Mockup)이 놓여 있다. / 항우연 제공 세계 7대 우주강국 머지않아 고 본부장은 “러시아 쪽 보안요원이 있어서 어려웠던 건 사실이다. 민감한 부품에 접근하는 것이나 들여다보는 걸 많이 제지받았다. 러시아 사람과 놀거나 저녁에 술 한잔하고 싶어도 제약을 많이 받았다. 그런데 두 번의 발사 실패 후 조금 느슨해지면서 자기들 술자리가 있을 때 부르는 경우도 있고, 작업하면서 물어보면 조금 이야기해주는 경우도 있었다. 나로호 사업은 기술 이전이 없는 사업이었지만, 그럼에도 그 사업을 통해 많은 걸 배우고 익혔다.” 우주발사체 기술을 갖고 있는 나라는 9개국 정도이지만, 누리호에 쓰이는 크기의 엔진을 개발해 운용한 나라는 우리가 7번째이다. 누리호 발사가 성공하면 한국이 세계 7대 우주강국에 오른다는 말은 여기서 나온다. 발사체는 기술 이전이 거의 불가능해 설계와 제작 과정에서의 시행착오를 직접 해결해야 한다. 그리고 그렇게 문제를 해결한 지식과 기술은 고스란히 우리의 자산이 된다. 나름의 독자 기술을 확보해 발사체 개발에 성공하면 비로소 우주 분야의 국제협력이 원활해진다. 일본 역시 미국 항공우주국이 시험 삼아 낸 과제를 성공시켜 기술력을 인정받은 후에 국제우주정거장에 화물을 나르는 사업에 참여할 수 있었다. 발사체 성공 경험이 우주 개발의 ‘이너서클’에 들어올 수 있는 초대권인 셈이다. “지금은 어떻게든 발사 기술을 확보하는 게 중요하다. 처음 쏠 땐 어렵고 시간이 오래 걸리지만 한번 성공한 후에는 굉장히 빨리 발전할 수 있다. 한번 해본 사람과 안 해본 사람의 차이는 매우 크고, 안 해본 사람은 취급을 안 한다. 자력 발사체가 있고 없고에 따라 상대 국가가 우리를 대하는 자세가 굉장히 다르다고 생각한다. 개발이 성공해 우리 발사체로 어디든 원하는 데 화물을 실어나를 수 있다면 굉장히 다양한 일을 우리랑 같이하자고 제안이 들어오지 않을까.” 오는 10월 첫 누리호 비행시험에는 위성 모사체를 실어 발사한다. 내년 5월에는 별도 제작한 성능 검증 위성을 싣는다. 두 번의 비행시험을 통해 탑재물을 보호하는 페어링이 제대로 분리되는지 등을 최종 검증하면 발사체 개발이 완료된다. 그 후에도 차세대 소형위성 2호, 차세대 중형위성 3호가 한국형발사체 검증용으로 계획돼 있다. 고 본부장은 그 후에도 누리호 개발의 성과를 이어받고 발전시킬 후속 사업이 절실하다고 강조했다. 여기서 멈추면 발사체 기술의 전승과 발전이 어려워진다. 발사 신뢰도도 한두 번 발사 성공으로는 크게 인정받기 어렵다. 발사를 여러 번 경험해야 전혀 몰랐던 새로운 문제를 발견할 수도 있다. 후속사업이 진행되지 않으면 누리호 개발에 참여하는 기업의 인력이 유지되기 어렵다. 뉴스페이스 시대를 열려면 민간 우주 개발을 이끌 기업이 필요한데 후속사업으로 시장을 열어줘야 한다. “기업은 수익성이 매력적이지 않은 상황에서 우주발사체 개발이라는 대의로 참여했다. 돈을 많이 줄 수 있는 것도 아니라 발사 때 기업 이름이라도 알릴 수 있게 (기체에) 기업체 로고를 쫙 붙였다. 저희가 어떻게 했는지는 알지만 실제 작업은 이분들이 다 하는데 이들이 갖고 있는 노하우는 계약이 끝나면 다 사라진다. 후속 과제가 이어서 가줘야 하는데 지체되면 그런 부분에서 어려움이 생긴다.” 후속사업으로 한국형발사체 성능개량이 예정돼 있는데 현재 예비타당성 검토 단계에 있다. 현재 우주개발진흥 기본계획상 한국형발사체는 두 방향으로 발전한다. 500㎏ 이하의 소형위성 수요 증가에 대비해 경제성을 갖춘 소형 발사체 플랫폼으로 연계 확장하는 것과 한편으로 3t 이상 정지궤도, 저궤도 대형위성 등을 올릴 수 있는 대형 발사체 플랫폼 관련 기술을 확보하는 것이다. 발사 수요가 지속되지 않으면 발사체 개발에 성공했으면서도 현재는 기술력을 잃어버린 영국의 전철을 밟을 수 있다. 그래서 발사체를 이용하는 다양한 우주 탐사 계획이 마련돼야 한다. 문재인 대통령은 지난 3월 25일 종합연소시험을 참관한 후 “2030년까지 우리 발사체를 이용한 달 착륙의 꿈을 이루겠다”고 말했다. 검토 중이라고 밝혔던 2029년 소행성 아포피스 탐사에도 한국형발사체를 쓸 수 있다. 6세대(G) 시대를 대비한 통신위성 시범망, 자율주행차와 드론 산업에 필수적인 한국형위성항법시스템, 국방 우주력 강화를 위한 초소형 군집위성시스템 구축 등도 거론됐다. 고 본부장은 “발사 경험을 많이 쌓는 게 필요하다. 아직은 저궤도 관측 위성 등 항우연 위주의 프로그램이 대부분이지만 소행성, 달 탐사 등이 조금씩 이야기가 나오는 것처럼 앞으로 다양한 외계 탐사 프로그램이 생기면 좋겠다”고 말했다. 누리호 성과 이어받을 후속 사업 필요 고 본부장은 누리호 성능을 개량해 추력 82t, 추력 9t의 엔진을 개발하면 달 탐사선에 쓸 수 있다고 설명했다. 추력과 함께 로켓의 성능을 판단하는 또 다른 지표인 비추력을 높이는 것이 핵심이다. 비추력은 주어진 질량의 추진제로 로켓이 얼마만큼의 속력 변화를 내는지 보여준다. 고 본부장은 “달로 가기 위한 이동 궤도(전이궤도)에 얼마를 올려줄 수 있냐가 관건인데 성능을 개량하면 830㎏ 정도를 탑재할 수 있다. 그 정도면 달 착륙선도 가능하다”고 말했다. 한 세대 후 우주 개발을 이끌어갈 이공계 분야의 인재를 키울 필요도 있다. 고 본부장은 문제 풀이보다 실험과 실습으로 실제 동작시키는 재미를 느껴야 관심을 잃지 않는다고 강조했다. 발사체를 정기적으로 발사할 수 있다면 외국의 발사장처럼 일반인이 관람할 수 있는 프로그램도 만들고 싶다고 말했다. “실물을 보면 느낌이 굉장히 다르다. 특히 발사체 엔진을 시험하는 것이나 실제 발사하는 장면을 보면 굉장히 마음에 와닿는 게 있다. 실물을 볼 수 있는 기회를 제공하고 만져보고 느껴볼 기회를 주는 게 중요하다.” 일단 우리에게 가장 가까운 참관 기회는 10월 시험발사이다. 언제 발사될까. 미리 숙박을 예약하려면 발사일은 중요한 정보이다. 아직 결정되지 않았고, 발사 한달~한달 반 전에 결정된다. 고 본부장은 “보통 큰 시험일수록 목요일에 잡는다. 내려와 준비할 시간이 필요하기 때문이다. 문제가 생기면 그다음 날 한 번 더 할 시간을 가져야 하니 수요일과 목요일이 적당하다. 시간은 원래 위성이 임무가 있으면 정해진 시간에 발사해야 하지만 1~2차는 특별히 위성 자체의 미션이 있는 게 아니라 우리가 원하는 시간에 할 수 있다. 그러면 작업하기 편한 오후 4~5시 정도가 좋다.”