‘미치광이’ 로켓과학자가 ‘인류의 영웅’이 되기까지

과학핫이슈

‘미치광이’ 로켓과학자가 ‘인류의 영웅’이 되기까지
[우주로켓개발사②] 달을 향한 꿈, 과학의 실현으로 이어지다

2023.01.09 09:00

우주를 향한 꿈

1865년 쥘베른(Jules Verns)의 소설 ‘지구로부터 달까지’(From the Earth to the Moon), 거대한 대포알을 이용해 달까지 다녀오는 내용으로, 1869년 달나라 탐험 연작으로 나왔으며 이 같은 공상과학 소설이 많이 나왔다. 이는 훗날 우주개척자들을 양성하는 데에 커다란 역할을 한다.

쥘 베른의 소설은 이후 로켓과학자들에게 많은 영감이 되었다. ⓒwikipedia, flickr(internet archive book images)

줼 베른의 소설은 19세기 말 콘스탄틴 치올콥스키(Kondtantin Eduardovitch Ziolkovsky)와 훗날 로켓의 아버지라 불리는 세르게이에게 큰 영감을 주었다.

고등학교 수학교사 ‘반작용 모터를 이용한 우주 공간 탐험’, 최초의 우주로켓 논문이자 우주여행에 대한 과학저작물을 제출했다. 다단로켓의 원리, 액체연료방식 로켓의 필요성, 인공위성의 원리, 우주정거장, 우주엘레베이터(처음고안), 우주복 등 아이디어 고안했다. 고체 연료는 우주여행에 적당하지 않다는 것과 극저온 추진체의 필요성 등 현대적인 내용을 담고 있다. 현대 로켓공학의 원리적 기초를 확립한 셈이다.

1883년 진공 내에서도 로켓은 배기가스의 반작용에 의해 추진된다. 그 전까지는 로켓은 배기가스가 공기를 밀기 때문에 추진력이 생긴다고 생각했다. 로켓의 획기적인 가능성을 창출해낸 것이다.

지구를 탈출할 수 있는 현대적인 로켓 구상, 반작용에 의한 비행방법을 생각해냈고 액체수소를 연료로 액체산소를 산화제로 이용한 현대적인 액체 추진체 로켓을 구상했다. 또 액체수소-액체산소가 가장 효율 높은 조합임을 예견했다. 특히 다단방식과 지구 중력을 벗어나 지구저궤도의 위성을 고안한 것이 획기적이었다.

1898년 러시아의 과학잡지 ‘과학평론’에 로켓을 이용한 우주여행 글을 기고했고 1903년 게재(The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices)했다.

그 후 수많은 연구를 통해& 개량된 로켓을 구상하였으나 주위의 무관심과 재정적 궁핍으로 그의 연구는 이론으로만 남게 되었다. 라이트형제 비행기가 날아오른 1904년도 전이었다.

콘스탄틴 치올콥스키의 로켓 구상도(왼쪽)와 본인의 모습(오른쪽). 치올콥스키가 개발한 로켓공식은 현대에도 널리 응용되고 있다. ⓒwikipedia

1897년에 고안된 치올콥스키 로켓공식 현재도 통용되고 있다. 치올콥스키의 업적은 죽은지 10년 이상이 지나 종전 후 평가받게 되었다. 교직을 맡았던 마을의 기념비에는 언제나 하던 말 “인류는 언제나 영원히 지구에만 머물러 있지는 않을 것이다” “지구는 인류의 요람이지만, 영원히 요람에서 살 수는 없다” (1911년 지인에게 보낸 편지)

아폴로 11호가 역사적인 임무를 시작한 다음 날인 1969년 7월 17일, 사설이 Goddard의 아이디어를 조롱한 지 49년 만에 The New York Times는 “A Correction”이라는 제목으로 짧은 기사를 실었습니다. 세 단락으로 된 성명서는 1920년 사설을 요약하여 다음과 같이 결론지었다.

“추가 조사와 실험을 통해 17세기 아이작 뉴턴의 발견이 확인되었으며 이제 로켓이 대기뿐만 아니라 진공에서도 작동할 수 있다는 것이 확실히 확립되었습니다. 타임즈는 오류를 유감스럽게 생각합니다.”

고다드(Robert Hutchins Goddard) 로켓의 아버지

고다드는 ‘로켓의 아버지’라 불리는 과학자로, 현 NASA 고다드 우주비행센터가 이름을 땄을 정도로 눈부신 업적일 세웠다. 고다드 역시 허버트 조지 웰스의 SF 소설 ‘우주 전쟁’에 큰 감명을 받았다.

실제적인 로켓의 제작은 미국 캘리포니아 공과대학 교수 로버트 허친스 고다드와 독일의 과학자들에게 넘겨진다. 열효율을 50%로 높여 사용할 수 있는 액체산소와 액체수소를 이용한 로켓을 구상했다. 실제로 이를 이용해 수많은 시험 실시, 개인적으로도 고도 70km까지 올라갈 수 있는 로켓을 개발했다.