미국과 중국의 유인 달 탐사 경쟁이 점차 치열해지고 있다. 최근 중국은 달까지 우주비행사를 보내기 위해 초중량 발사체 및 신형 로켓엔진 개발에 본격적으로 나섰다.
지난 5일 중국 항공우주과학기술공사(CASC)는 기존 엔진보다 4배가량 강력한 로켓엔진의 시운전에 성공했다고 밝혔다. 소식을 전한 CGTN, 사우스차이나모닝포스트 등 매체에 따르면, 새로운 엔진은 케로신을 연료로 사용하며 해수면 기준 500톤 추력을 낼 수 있는 것으로 알려졌다.
지난 3월 5일 중국 국영매체를 통해 공개된 500톤 추력 로켓엔진 시운전 장면. © CGTN / Xinhua
‘창정 9호’ 개발 확정
앞서 2월 24일, 중국 국영방송 CCTV는 ‘창정 9호’ 개발 계획이 공식 승인되었다고 보도했다. 중국 국가항천국(CNSA) 우옌화 부국장은 CCTV와의 인터뷰에서 “새로운 발사체 개발은 중국의 유인 달 착륙 또는 화성 착륙 임무가 주요 목적이다”라고 밝혔다.
2018년부터 추진되어온 창정 9호는 지구 저궤도(LEO)에 약 140톤 페이로드를 운반할 수 있는 초중량 발사체(Super heavy-lift rocket)다. 중국은 2030년까지 창정 9호를 완성해서 유인 달 탐사, 달기지 건설 등에 나선다는 계획이다.
이번에 공개된 500톤 추력 엔진은 창정 9호의 1단과 부스터에 사용하게 된다. 1단에 엔진 4개를 장착하고, 4개의 부스터에는 각각 2개씩 장착하면 모두 12개의 엔진이 6,000톤 추력을 낼 수 있다. 발사 중량이 4,400톤이나 되는 창정 9호가 이륙하는데 충분한 추력이다.
창정 5호(왼쪽 2개)와 창정 9호(오른쪽) 비교. © CNSA
현재 중국이 보유한 가장 큰 발사체는 ‘창정 5호’다. 발사 중량이 약 850톤으로 4개의 부스터를 사용하는 점은 창정 9호와 동일하다. 그러나 1단은 액체수소를 연료로 사용하는 52톤(510kN) 추력의 YF-77 엔진 2개, 부스터는 케로신 연료 방식의 122톤(1,200kN) 추력 YF-100 엔진을 각각 2개씩 장착한다.
창정 5호는 지구 저궤도까지 25톤 페이로드를 운반할 수 있다. 지난해 중국은 창정 5호를 이용해서 화성 탐사선 ‘톈원 1호’를 발사했고, 올해부터 ‘톈허’ 복합모듈 우주정거장 건설을 시작할 예정이다.
역사상 세 번째, 현존하는 최고 추력의 로켓엔진
중국이 실험한 신형 엔진은 아직 명칭이 정해지지 않았다. 일각에서는 YF-130, 또는 YF-480 이라고 추정할 따름이다.
만약 500톤 추력 엔진이 완성되면 아폴로 우주선을 달까지 보낸 새턴 V 로켓의 F-1 엔진, 러시아판 우주왕복선으로 불리는 에네르기아 부란에 사용된 RD-170 엔진에 이어 역사상 세 번째로 강력한 로켓엔진이 된다.
F-1 엔진은 단일 노즐을 통해서 엔진 한 기당 690톤(6,770kN) 추력을 냈다. 반면에 RD-170 엔진은 4개의 노즐로 740톤(7,250kN) 추력을 낼 수 있었다. 연소실과 노즐이 각각 4개였지만, 로켓엔진의 핵심부품인 터보펌프가 1개라서 단일 엔진으로 분류한다.
아틀라스 V 로켓에 장착된 RD-180 엔진. © NASA
미국의 주력 발사체인 아틀라스 V 로켓은 RD-170의 노즐을 4개에서 2개로 줄인 RD-180 엔진을 수입해서 사용하고 있다. 390톤(3,830kN) 추력을 내는 RD-180은 현존하는 가장 강력한 액체연료 로켓엔진이다.
중국의 신형 엔진은 구조가 공개되지 않았지만, 대체적으로 RD-180 엔진과 비슷하다고 여겨진다. 단일 터보펌프에 노즐 및 연소실이 각각 2개씩 있는 구조다. 그러나 RD-180보다 더 강력해서 이륙 시 480톤 이상의 추력을 낼 수 있을 것으로 전망된다.
창정 9호, 미국의 SLS보다 더 강력할까?
미국은 아르테미스 달 착륙 계획을 위해 SLS(Space Launch System)를 오래도록 개발해왔다. 과거 사용된 새턴 V 로켓보다 약간 작지만, 우주비행사가 탑승한 우주선과 착륙선을 따로 발사하면 달까지 도달할 수 있다. SLS가 달 궤도에 보낼 수 있는 중량은 약 27톤이다.
중국의 창정 9호는 SLS보다 운반 능력 면에서 우월하다. 심지어 역사상 최대 로켓이었던 새턴 V에 필적하는 수준이고, 발사 중량은 오히려 더 무겁다. 새턴 V와 창정 9호는 달까지 최대 50톤 무게의 우주선을 보낼 수 있어서 단 한 번의 발사만으로 유인 달 착륙이 가능하다.
초중량 발사체의 크기 비교. 아래 t단위 숫자는 ‘지구 저궤도(LEO)’까지 운반할 수 있는 화물 중량. © Wikimedia Commons / Thorenn
애초 미국은 운반 중량을 늘린 SLS 블록 2도 함께 개발하려 했으나, 계속된 개발 지연으로 전망이 불투명해졌다. 그러나 스페이스X가 개발 중인 스타십이 그 역할을 대신할 수 있다. 미항공우주국(NASA)은 앞으로 자국 민간 기업의 발사체를 적극 활용할 계획이라서 창정 9호와 스타십이 양국의 달 탐사 경쟁에서 격돌할 가능성도 점쳐진다.
(3486)
로그인후 이용 가능합니다.
'붉은 행성' 화성에서 고대 생명체 흔적을 확인하기 위해 로버가 활동 중이지만 이를 찾아내는 것이 예상보다 훨씬 더 어려울 수 있는 것으로 나타났다. 이 로버들은 약 5㎝를 드릴로 뚫고 토양과 암석 시료를 채취하는데, 화성 표면에 내리쬐는 우주선(線)으로 고대 생명체 흔적이 있었다고 해도 모두 분해돼 적어도 2m 이상 파고들어야 하는 것으로 제시됐기 때문이다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 고더드 우주비행센터의 알렉산더 파블로프 박사가 이끄는 연구팀은 화성 환경 조건을 만들어 고대 생명체의 증거가 될 수 있는 아미노산의 분해를 실험한 결과를 과학저널 '우주생물학'(Astrobiology)에 발표했다.
지구온난화로 기온이 억제 목표인 산업화 이전 대비 2℃ 이상 오르면 절정을 찍고 다시 떨어진다고 해도 이후에도 수십년에 걸쳐 생물다양성을 위협할 것이라는 비관적 전망이 나왔다. 지구촌이 합의한 기온 상승 억제 목표를 최종적으로 달성해도 중간 과정에서 이를 넘어서면 파괴적 영향이 이어지는 만큼 일시적으로라도 이를 넘어서지 않도록 시급한 조치가 필요하다는 것이다.
과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국과학창의재단은 과학종합캠프인 '제1회 청소년과학대장정'에 참가할 중학생 100명을 28일부터 다음 달 13일까지 모집한다고 27일 밝혔다. 과학대장정은 우주·항공 분야와 기후·에너지 분야 등 2개 주제로 진행되며, 학생들은 8월 9일부터 13일까지 4박 5일간 전국 출연연, 대학, 기업, 과학관, 공공기관 등을 탐방한다.
전남대학교는 허민 교수(지구환경과학부·한국공룡연구센터장)연구팀이 익룡의 군집 생활을 증명해 주는 발자국 화석을 세계 최초로 발굴했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 최근 중생대 백악기에 만들어진 전남 화순군 서유리 공룡 화석지에서 2∼6㎝ 크기의 익룡 발자국 350여개가 무더기로 남아있는 화석들을 발견했다. 발견 당시 익룡 발자국들은 거의 빈틈이 없을 정도로 빽빽하게 밀집돼 있으며, 앞·뒷발이 선명하게 보일 만큼 보존 상태도 양호한 것으로 나타났다.
남아프리카공화국 요하네스버그에서 북서쪽으로 약 40㎞ 떨어진 '스테르크폰테인(Sterkfontein) 동굴'은 인류의 공통 조상인 오스트랄로피테쿠스 속(屬) 화석이 가장 많이 발굴돼 '인류의 요람'으로 알려져 있다. 1936년 첫 발굴이후 '미시즈 플레스'(Mrs. Ples)와 '리틀 풋'(Little Foot) 등 인류사 연구에 중요한 단서가 된 화석들이 잇달아 나왔으며 1999년 유네스코 세계문화유산에 등재되기도 했다.
잉여 영양분을 세포 안에 축적해 살이 찌게 하는 '백색 지방세포'를 영양분을 태워 없애는 '갈색 지방세포'로 바꾸는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 고명곤 교수팀이 전북대 안정은 교수팀과 공동으로 TET(Ten-eleven translocation) 단백질을 억제하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포화 되고, 기존 갈색 지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진한다는 사실을 발견했다고 26일 밝혔다.
'유유상종'(類類相從)이라는 말처럼 몸에서 나는 냄새가 비슷한 사람끼리 서로 알아보고 친구가 될 가능성이 높다는 과학 연구 결과가 나왔다. 또 친구를 맺은 사람들이 낯선 사람들보다 체취가 비슷할 가능성이 높으며, 냄새 판별 기기인 전자코(eNose)를 통해 체취를 확인하면 서로 낯선 두 사람이 친구가 될 수 있는지도 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 '케미가 맞는다'라는 말을 많이 해왔는데 실제로 후각 차원에서 화학(chemistry)이 작용하는 셈이다.