수용 가능한 인원은 여행에 걸리는 시간에 따라 줄어듭니다.  수세기를 이동하신다면 수십명이 고작입니다. 냉동수면방식이 아닌 이상 말입니다. 또한 전제 조건으로 우주선 데이미 컨트롤이 전부 로봇에 맡겨져야 가능한 수용 인원입니다. 그러나 한두달 혹은 1년내의 단기간 이동이라면 수만명정도는 가능하리라 봅니다.

양천구 면적은 17평방km
인구는 48만여명입니다.

말씀하신 우주선의 내부공간은 40평방km 에 다층구조인지라.
높이를 100m 단위로 설정해도 25층입니다. 
팍팍 채운다면 1000만명이상을 수용하고도 남죠.
아주 조밀하게 채우면 1억명 정도...?
뭐 먹여살리는 게 힘들테지만...

물론 엔진이나 기기 생태유지기능, 식량생산구역 등을 나누고 보면...
실제 거주와 생활공간을 따져서..사용 가능한 공간이
절반 정도밖에 안 된다고 봐도....
백만명 이상은 너끈히 수용 가능할 것 같습니다.
뭐.. 물론 선내에 인공 태양 정도의 동력원을 갖고 있다는 전제 하에서겠죠.
사실 곡식 키우는 데에 에너지만 충분하다면, 50cm 높이에 전등을 빽빽히 달아서
층층이 곡물을 키우는 공장을 만들 수도 있겠죠.

생각보다 넓은 농경지가 필요하지는 않을지도 모릅니다.
장거리 이민선에 대한 노하우가 쌓여 있다면 더더욱 나을지도.

뭐 냉동인간 보관등을 고려한 이민선이라면 적재단위는 억명에서 십억명단위가 되지 않을까 싶네요.

일단 잘 계산된 고립생태계를 구축해서 몇명의 인간이 자급자족 가능하도록 연구한게 있습니다. 바이오스피어라고.. 8명의 인간이 생활하는 실험을 했구요.. 결과적으로 실험은 실패했지만 아무튼 기술이 진보해서 그 실험정도의 면적이면 된다고 봤을때.

실험상 1인당 필요한 생태학적 생활공간은 1653 평방미터입니다.
발제글에서 제시된 우주선의 평면적 면적은 40000000평방미터.
높이 계산을 안했을때는 24213명이 생활 할 수 있는 공간이군요.
거기에 바이오 스피어2의 연구시설 높이가 평균 어림잡아 10미터 정도로 잡고.. 전장 2500미터이니 250을 추가로 곱하면..

6053268의 인원이 생활 할 수 있는 공간이 나오는군요..

물론 이건 우주선의 절대 다수를 구축하게될 외벽, 제어시스템, 엔진, 내부 순환시스템, 각종 생활편의시설을 전혀 고려하지 않은 망상적인 수치이지만 아무튼 연구상으로 이정도 면적이 있으면 이론적으론 6백만명정도는 살아갈수 있습니다.... (근데 계산이 맞나요? 저도 계산해놓고 너무 많아서 깜놀..;;)

아.. 써놓고 보니 추가글을 올렸군요.
계산해보니 100만명정도의 대규모 이민선단을 조직하더라도.. 생태계를 최적화하면 의외로 소규모의(?) 우주선으로도 가능할듯 하군요. 지속적인 에너지 투입은 필수겠지만.. 뭐 그때쯤이면 핵융합이던 반물질이던 뭔가 좋은 에너지 공급수단이 있겠죠...

푸른거성님 저 면적과 높이가 어마어마한겁니다.
아마 건축쪽을 전공하신 분이라면 좀 더 쉽게 설명해 주시겠지만,
남한의 면적이 약 10만평방 km 입니다.
푸른거성님 계산대로라면..
40km X 250 = 1만평방km
남한의 평지가 30% 가 안된다죠.
그럼 이건 남한의 주거, 산업지역의 1/3 수준의 어마어마한 크기가 됩니다.

바이오 스피어는 말 그대로 순환생태계, 다시 말해서 그 안에서 산소 생성과 식량 자급자족이 가능한 시스템 구축입니다.
만약 오염정화시설과 산소 생성, 공기정화등이 기계에 의해 더 강화된 방식으로 이루어진다면
훨씬 더 많은 사람이 있을 수 있습니다....

이민선이라고 가정할 때... 역시 '기간'의 문제를 생각해 볼 수 있겠군요. 기간이 길수록 -위기 상황에 대비하여- 더 넓은 공간이 필요합니다.

또 하나, 바이오스피어와는 달리 전체 넓이가 더 넓어진다면 그만큼 필요한 공간은 줄어듭니다. 가령, 8명을 위한 공간과 8만명을 위한 공간이라면... 전자는 1인당 1653평방미터가 필요하다면 후자는 그보다 적은 면적으로도 가능합니다. 8명을 위한 공간에서 1/8의 문제가 생기면 심각한 상황이지만, 8만명을 위한 공간에서 1만명 정도의 공간에 문제가 생기는 것은 나머지로 보완할 수 있기 때문이지요.

그런 점에서 바이오스피어 쪽에 비해서 더 높은 계산으로 1000만 단위의 인구를 수용할 수도 있다고 여겨집니다.

글쎄요...기계실이 한 절반 정도 되고 나머지는 모두 사람을 위한 공간으로 쓸 수 있는 우주선을 이야기하셨지만, 아마도 근미래에는 달성하기가 쉽지 않을 것 같습니다. 우주선이 얼마나 장거리 고속 항행을 하느냐, 혹은 엔진 종류가 무엇이냐에 따라 필요한 정도는 천차만별이겠지만 말예요. 일례로 아폴로 계획에 쓰였던 새턴 로켓은 착륙선까지 합쳐서 높이가 78미터에 질량은 600톤에 달했습니다. 다단계식으로 해서 중량을 최대한 줄였고 고작 달까지 갔다오는 일밖에 하지 못했는데도 최대 페이로드는 고작 15톤. 비율로 따지자면 실을 수 있는 짐은 전체 질량의 1/40에 불과합니다. 물론 궤도에서 우주선을 조립한다거나 핵융합 로켓이 나온다거나 하면 추진제량(어쨌건 현재 기술로서 우주선에서 공간을 제일 잡아먹는 것)을 더 줄일 수 있을지도 모르지만, 어쨌건 하드한 척 하려면 보통 우주선 설정은 아래 정도가 고작인 성 싶습니다. (페이로드가 전체 질량의 3%!)

개인 창작에 쓰실 설정인가요, 아니면 호기심으로 발제 하신 건가요?
어느 쪽이냐에 따라 대답이 판이하게 달라지기 때문에 여쭤 봅니다.

인장으로 쓰신 그림이 바로 그런용도와 크기를 가진 이브온라인의 타이탄이군요...

게임에서의 예는 1인 함선을 전제로한 개장 함선이기 때문에 실제 아마르 해군에서는 함대의 이동기지 역할도 하고 있을 겁니다. 마더쉽급의 경우에도 외부에 계류를 할 수 있는 것으로 보이며 배틀쉽의 경우 수십척, 프리깃은 수백척을 수용할 수 있겠죠. 근데 저는 고작 200만명의 냉동수면용으로 길이 34km에 높이 7km인 함선을 생각해보고 있는데 말이죠 ^^;;;

위에 인상적인 계산 결과를 내어 놓으셨는데요.
만약이것이 목적지를 정한 이민선이라면 이런 경우도 생각하실수 있습니다.

무게 10만톤의 니미츠급 항공모합은 총원이 약 6,000명에 기본적 운항에 필요한 인원이
약2,700명이라죠. 물론 이것은 모든 함내활동이 돌아간다는 예정이죠.
그리고 무게 40만톤급의 유조선의 기초인원은 약10~20명이라 합니다. 자동화가 되었으니까요.
또한 무게 15만톤급의 초현대식 크루저(여객선)의 상주인원도 약2,000을 두더군요.

그런데 냉동 캡슐을 사용하는 단방향 이민성이라면 모든 변수를 계산하더라도 도착했을때
에너지의 50%,자원의 40%는 남아있어야 한다는 가정이 나옵니다.
이렇다면 몇군데로 분산된 냉동캡슐 콜로니,그리고 상당량의 자원+우주선의 운영을 위한
최소한의 인원과 이것을 지원할수 있는 체계를 상정해 봅니다.

이것은 캡슐당 8m³의 부피와 지원시스템으로 2m³이 필요하고 이것을 관리하기위해 2x2x2의 공간이
필요하다고 가정하면 1,000,000명 씩 8셑의 캡슐 콜로니에 640,000,000m³의 공간이 필요합니다.
이것은 1입방 킬로미터의 64%죠.

원주와 구와 원뿔의 체적비율이 3:2:1이므로 길쭉한 구형으로 상정한 우주선의 체적은
10x4x2.5x2/3=66.66...  약66.7km³의 체적이죠! 8,000,000명이 들어가기엔 무리가 없으리라 봅니다.

그런데 이 우주선을 운영하기위해 얼마정도의 사람이 필요할까요?
앞서 말한 크루저나 유조선의 승무원 업무는 배를 조정하거나 승객에 서비스하는 없무에 국한됩니다.
기본적으로 배가 고장나거나 수리가 필요하면 항구로 들어가야하죠.
그런데 항공모함은 항행불능의 상태 이전까지는 작전을 계속해야 하므로 기본이상의 정비가 가능해야 합니다.
게다가 항공기 운영도 필요하죠.
그래서 아무리 수면캡슐 우주선이더라도 유사시에 인력에의한 정비와 방어가 가능하도록 사람이 남아 있어야
하지 않을까? 라고 고민해 보았답니다.
그래서 상주인원을 1km³당 약 1,000명(1인당 100mX100mX100m씩 커버) 이 필요치 않나 상정했지요.
물론 전체로는 약7만명에 달하는 엄청난 인원 입니다. 잘 돌아갈 턱이 없지요.
그래서 로보틱스에 기대어 보았습니다. 그래서 1인당 7~8대의 로봇을 관리하게 된다면 약 12,000명까지 감축이
가능해 지더군요! 니미츠급 항모의 약 200,000배나 되는 거함을 12,000며이 움직이는 것입니다.
그야말로 로봇공학과 인공지능의 승리랄수 있겠네요.
그리고 군부! 군은 초기 행성식민단계에서는 치안까지 떠맡게 됩니다. 기본적으로 공중강습과 지역제압이
가능해야 하므로 적어도 이주민 100명당 2명이상이 필요합니다. 그야말로 퍼블릭 서번트 노릇을 해야하니까요.
이러니 또 16만명이나 되는 사람들이 언제라도 해동가능한 상태로 캡슐에 누워 있어야 합니다.

그래서 저는 언급하신 우주선에 약 890만명정도의 인간이 운반된다고 상정합니다.
물론 동식물의 대부분은 수정란상태로 운반된다 생각했지요.
바이오스피어 우주선이라기보다는 그야말로 수송선의 이미지가 강하죠!

대항해시대 온라인에 잘 나타나 있습니다.

 교역 레벨 25에 몰 수 있는 상업용 대형 카락이라는게 있습니다. 선실도 넓고 창고도 넉넉하고 포문도 많아, 스피드 빼고는 다 갖춘 배이죠.

 똑같은 상업용 대형 카락(전문 용어로 상대카)이라도, 전선으로 사용한다면 백병전을 위해 선원을 많이 실게 되고, 당연히 보급품(전문 용어로 물빵)도 많이 필요하기에, 선원 만재시, 장거리 항해용으로 사용하는 상업용 대형 카락이나 상업용으로 사용하는 상업용 대형 카락에 비해 먼 거리를 항해할 수 없습니다.

 장거리 항해용으로 사용하는 상업용 대형 카락은 일단 가벼운 삼나무 재질로 만들어지며, 포문을 줄여 필요 선원수를 줄이게 됩니다. 당연히 큰 창고에 가득 실은 보급품과 비교적 빠른 속도, 그리고 적은 인원에서 오는 적은 식량 소모는 이 배를 상당히 오랫동안 바다 위에 있게 합니다. 원한다면 핵잠수함급으로 항해 할 수도 있습니다.

 교역용은 최대한 선원을 줄여야 합니다. 대항 온라인에서 선원 숫자란 보급품 소모량과 동일하고, 더 나아가 적재량에도 영향을 미치기 때문에, 보다 많은 교역품을 실기 위해 필요 선원수 이하로 항해하기도 하지요. 선원 한명으로 나돌아다니는 배들도 보이는데, 선원이 한명일 시, 물 20통과 식량 20통으로 거의 반영구적으로 항해할 수 있기 때문입니다.

 하지만 만약, 물을 빗물로 조달하고, 식량을 낚시로 얻을 수 있다면 선원 숫자와 상관없이 오랫동안 항해할 수도 있습니다.

일단 설정용이라면 본문에서 말씀 하신 것처럼 '이런걸 만들바에 어쩌니 하는건 모두 살짝 집어쳐주시고  이런것이 있는겁니다!!! [ 왜그런진 먼~~~미래 어딘가에가서 물어보세요]'라고 하면 됩니다. 즉, 그냥 적당핟 싶은 인구를 적당히 넣으면 되겠지요. 그에 대해 감이 안잡힌다면 위에 여러 분들이 써주신 의견을 참고하시면 될 것 같습니다. 어차피 작품에서 우주선의 승선 인원이 십만이건 백만이건 실제 이야기는 몇 사람을 중심으로 일어나므로 별 상관이 없지요. 이런 문제는 제각각 해석이 다르고 무엇보다 단 한 번도 시도 된 적이 없기 때문에 마음대로 정해도 됩니다.
다만 그 목적, 즉 이민이냐 탈출이냐 유람이냐 등에 따라 일반적인 사례를 참고할 수는 있겠죠. 가령 보트피플의 경우 적게는 정원의 서너배, 많게는 열 배 이상의 인원이 쪽배에 타고 굶어 죽어가며, 풍랑을 만나 침몰해 가며, 혹은 항로를 잃어 말 그대로 유령선이 되어 대양을 떠돌기도 했죠. (우주버전이라면 홈월드의 히가라 난민선내지 아서 클라크의 작품에 등당하는 지구 탈출 선단 정도가 되겠군요.) 만약 유람 목적이라면 지금도 흔하게 있는 퀸엘리자베스 같은 초대형 여객선을 참고하시면 될 겁니다. 이도저도 아니고 그냥 마크로스 같은 짝퉁 탈출선을 생각한다면 내부를 적당히 꾸며놓고 적당히 살아간다 해도 되겠죠.

호기심 부분은 다른 분들이 말씀을 너무 잘 해주셨네요.