SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
SF에 대한 가벼운 흥미거리에서부터 새로운 창작을 위한 아이디어에 이르기까지...
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인류가 우주로 진출하여 태양계로 진출 / 정복할 때, 수많은 기술적 난관과 어려움이 있겠지만, 제일 큰 적 중 하나는 우주 태양풍을 비롯한 고에너지 입자들과 방사선이라고 생각합니다. 예를 들어, 수성궤도에서 작업중인 우주선에 예보에도 없던 갑작스런 태양풍이 불어닥친다면, 우주선 내 생명체가 위험함은 물론, 내부의 전자기기들과 회로들 역시 무사하지 못하지요. 승무원들 만을 위한 대피소가 있다고 해도, 재수없게 메인 시스템을 비롯한 모든 비상 전원까지 방전되거나 심하면 파괴되어 버린다면, 생존을 장담할 수 없게 됩니다. 결국 우주선 전체를 해로운 입자들로부터 완전히 Closed 시키지 못한다면, 임무의 성공은 물론 승무원의 생존 역시 장담할 수 없습니다.
태양과 가까운 곳 뿐 아니라, 외행성들도 마찬가지입니다. 목성과 토성 궤도에서의 방사능 또한 살인적인 수준이죠. 이들 거대 가스행성들의 자기장 활동은, 태양만큼은 아니지만, 그 세기가 상상을 초월합니다. 때문에 지구보더 훨씬 먼 거리에 밴 앨런대가 형성되어 있고, 목성이나 토성에 접근할 때는 멀리서부터 그 영향을 받게 됩니다. 그쪽은 뭐든지 지구보다 스케일이 무지막지 하죠.
결국 인류가 태양계를 정복하려면, 방사능 대비책은 필수입니다. 이 방사능 문제는 달착륙 음모론 떡밥의 근거로도 사용되고 있지만, 그 떡밥을 진지하게 믿으시는 분은 없으리라 믿고 넘어가겠습니다.
지구에서는 밴 앨런 방사대와 대기권이 우주로부터 날아오는 입자들을 방어해 주지만, 과연 우주선에서는 어떻게 차폐해야 할까요? 제일 간단하게 납으로 둘러싸는 방법이 있지만, 우주선이 매우 무거워지므로 별로 현실적이지 못하며, 쓰더라도 최후의 수단이 되어야 합니다.
Mobile 밴 앨런대가 가능 할 수 있을까요? 강력한 전자기장으로 우주선을 둘러 씌우는 것부터가 일단 쉽지 않은데다, 태양풍을 막아낼 수 있을 정도로 강한 자기장을 우주선 주변에 펼친다 해도 내부의 전자기기들과 간섭을 일으키지 않고 통신을 방어하지 않으면서도 해로운 입자들을 막아내는 것은 절대 쉬운일이 아닙니다. 게다가 감마선처럼 전자기적으로 중성이면서도 파괴적인 입자는 (감마선은 지구에서는 대기권이 흡수합니다.) 자기장만으로는 잡아낼 수가 없습니다.
그렇다고 우주선에 대기권을 갖도록 하는 것은 매우 비 현실적인 대안이고, 어쩌면 열 및 고에너지 입자들을 막아줄 수 있는, 게임과는 다른 개념의 Shield가 개발 될지도 모르겠습니다. 모든 열전달 및 방사선 을 차단하는 개념의 재료나 원리가 나와준다면, 그야말로 우주 정복의 절반을 먹었다고 할 수 있겠습니다.
과연 인류는 고에너지 입자와 방사선을 정복하고 태양계를 정ㅋ벅ㅋ 할 수 있을까요?
정확히는 물이라기보다는 물 속의 수소 분자들이 방사능의 에너지를 흡수한다고 합니다. (전자레인지에서 물 같은 것을 데울 때 위쪽이 먼저 뜨거워지고 아래 쪽은 나중에 뜨거워지는 것도 비슷하다고 볼 수 있습니다. 위쪽의 물이 마이크로파의 에너지를 흡수해서 아래쪽으로는 충분한 에너지가 전달되지 않는거죠. 게다가 위쪽이 더 뜨거우니 대류도 잘 일어나지 않고... 물론 충분히 시간만 들이면 전체를 데울 수 있습니다.) 물론 충분한 두께가 아니라면 물을 통과하는 방사선의 양도 늘어나겠지요.
만화 <문라이트 마일>에서도 태양 폭발로 대량의 우주선이 밀려오는 상황에서 우주 정거장에서 방사선 반사판(납이나 기타 비중이 높은 물질로 이루어진 판)과 식수 탱크를 이용해서 우주선을 차단하는 장면이 나옵니다. 여하튼 이용할 수 있는 것은 다 쓴다...라고 할까요?
물만 이용하기보다는 물도 이용하고 납 같은 비중이 높은 물질로 차단할 수 있는 부분을 만들어두고... 다양한 조치가 필요하겠지요.
우주에서의 방사능 문제는 우주 개발 초기부터 연구되었던 주제입니다. 그래서 여러가지 가능성이 나왔는데...
가장 큰 문제는 EVA... 즉, 선외 활동에서의 방사능 문제가 되겠지요. 기본적으로 방사선이라는 것은 여하튼 이를 막거나 흡수할 수 있는 벽을 만들면 해결됩니다. 현재의 우주선이라면 어렵지만, 초대형 우주선이라면 충분한 양의 방호 장치로 막아낼 수 있는 것이지요. (대기나 자기장은 그다지 효율적이라고 볼 수 없습니다. 양쪽 모두 '지구 규모'니까 방사능 차단에 도움이 되는 것 뿐. 우주선에 두를 수 있는 정도로는 큰 도움이 되지 못할 겁니다. 물론, <스타워즈> 같은 작품에 나오는 차폐막 같은 것이라면 방사능도 막아내지 않을까 생각합니다만...)
우주 공간에서 방사능 문제는 정도와 시간에 비례합니다. 우주에 오래 머물수록, 그리고 방사능이 센 지역에 있을수록 그 피해가 심해지지요. 그러니, 인간의 EVA 활동은 최소한으로 줄이는 것 만이 해결책이 아닐까 생각해 봅니다. (그리고, 현재의 부드러운 우주복이 아니라 파워드 슈트를 이용한 단단한 우주복이라면 우주선 문제도 좀 더 줄일 수 있겠지요.)
우주선 문제에서 가장 위험한 것은 지구 궤도 상의 우주 기지나 달기지 같은 '장기 체류 장소'가 아닐까 합니다. 이에 대한 해결책은 역시 가능한 두꺼운 '방호 시설'을 갖추는 것이겠지요.
초기의 달 기지는 지상에 만들게 될텐데, 수송 능력의 한계가 있기 때문에 기지 시설은 그다지 두껍지 못하리라 생각합니다. 방사능에 대한 충분한 대처를 위해서는 달의 토양을 이용해서 가릴 필요가 있지요.
달을 무대로 한 많은 작품(그리고 상상도)에서는 달기지 시설이 외부에 그대로 드러나 있지만, NASA의 달기지 개발 계획에서도 일단 기지를 세운 후에는 주변의 흙을 기지에 덮어 씌우는 작업이 포함되어 있습니다. 아니, 초기의 달기지 승무원의 활동 시간 상당 부분이 바로 이 작업에 들어갑니다. 그 두께만큼 방사능도 줄일 수 있고 운석이 충돌할 때 피해를 줄여주는 만큼 서둘러야 하는 작업이지요.
인원이 한정되어 있고 대형 장비가 없을테니, 초창기 달기지 사람들의 하루는 엄청나게 바쁘겠지요.^^ 게다가 달 표면의 흙은 마치 정전기가 생긴 풍선이 먼지를 빨아들이듯 우주복에 붙어버리기 때문에 월면 활동을 마친 후에는 이를 제거하느라 상당한 시간을 소비할테고...
이곳에서 제목을 알게된... 우주선 의사 라는 SF 에서는 물을 사용했습니다. 제가 정확히 알고 있는지는 모르겠는데... 물 만으로도 어지간한 고에너지 방사선들은 막을 수 있는 걸로 알고 있습니다. 지구 초창기에 생명이 바다에서 시작된건... 우연이 아닌 것이지요. 바다속에 있다는 것 만으로도 어지간한 방사선들로부터 몸을 지킬수 있었으니까요. 거기다가 물이란건 어차피 우주 생활하는데 필수인 물질이니 우주선 외각을 두를정도로 물을 가지고 다니는건 낭비는 아니겠지요. 그 안에 플랑크톤이나 해초류를 키워서 산소를 만들 수도 있을 터이고. 여차하면 전기분해 하면 되고.