공상과학 드라마 <포 올 맨카인드>를 보면, 우주에 나간 미군이 M-16 소총을 사용하는 장면이 나온다. 과연 이 장면은 과학적으로 타당할까? 하나씩 따져보기로 하자.

일단 달 표면을 포함한 우주 공간에서도 M-16 소총의 방아쇠를 당기면 탄약이 격발되기는 할 것이다. 탄약 내부에는 자체 추진제와 산화제가 들어있어 그 추진제 연소는 외부 산소에 의존하지 않기 때문이다. 게다가 제대로 만들어진 군용 탄약이라면 외부 환경으로부터 탄약 내부를 보호하는 밀봉 처리도 되어 있다. 그리고 우주 공간은 발사된 탄을 지면으로 끌어들이는 중력이 없고, 대기가 없어 바람이 불지 않으므로 탄도의 직진성도 훨씬 좋아질 것이다. 특히 지구에서 발사된 탄환이 비행 중 운동 에너지의 대부분을 공기 저항으로 잃는다는 점을 고려하면, 중력과 대기가 없는 우주 공간에서 발사된 탄환은 다른 장애물을 만나지 않는 한 사실상 영원히 비행할 것이다. 달 표면은 지구의 1/6의 중력이 있으므로 발사된 탄환이 영원히 날 수는 없겠지만, 그래도 지면에 떨어질 때까지 비행하는 거리(최대사거리)는 지구보다 훨씬 길어질 것이다.

그러나 총탄이 발사된 이후의 작동, 즉 노리쇠 후퇴와 탄피 배출, 노리쇠 전진과 차탄 장전이 정상적으로 이루어지기는 어렵다. M-16 소총은 지구상의 환경에서 사용하는 것을 전제로 설계된 무기다. 지구상의 환경은 중력가속도 1G, 해발 기압 1기압의 대기가 있다. 기온 범위는 현재까지 기록된 바로는 최저 섭씨 영하 약 90도, 최고 섭씨 영상 약 57도다.

반면 우주의 환경은 지구와는 확연히 다르다. 우주 공간에는 기본적으로 중력과 대기가 없다. 드라마에서 묘사되는 달의 경우도 중력은 지구의 1/6. 대기는 없다. 달의 온도는 최저 섭씨 영하 173도, 최고 섭씨 영상 126도다.

지구의 환경은 M-16 소총의 모든 부분에 영향을 미치고 있다. 특히 중력이 그렇다. 중력은 탄창 속에 탄이 들어 있는 방식에서부터 복좌용수철이 노리쇠를 전진시키는 데까지 모두 영향을 주고 있다. M-16 소총의 작동은 이 중력의 존재를 전제로, 그 순서와 시간이 매우 정밀하게 짜여있다. 그 때문에 중력이 사라지는 순간, 이 작동 절차는 모두 엉망이 된다. 예를 들어 M-16 소총의 노리쇠는 탄약 속 화약의 폭발 가스의 힘을 받아 후퇴하는데, 무중력 또는 저중력 상태에서는 이 폭발 가스부터 지구상과 똑같이 작동하지 않기 때문이다. 때문에 우주 공간에서 사용할 M-16 소총은 무중력 환경에 맞게 완전히 새로 설계되어야 정상적인 작동을 보증할 수 있다. 지구에서 쓰던 것을 그대로 우주로 들고 가면 노리쇠 후퇴도 제대로 이루어지지 않을 수 있다는 얘기다.

그 다음에는 달의 온도가 문제가 된다. M-16 소총을 달의 양달에 놓아둘 경우 섭씨 126도로 소총을 달구는 격이 된다. 그 상태로 사격할 경우 지구에서 사격할 때에 비해 총기의 과열이 훨씬 빨리 찾아온다. 총기의 과열이 일어나면 약실 온도가 높아져, 방아쇠를 당기지 않았는데도 총기가 알아서 격발되는 자연 격발이 일어날 수 있다. 그 상태에서 더욱 악화하면 총열, 가스 활대 등 스트레스를 많이 받는 부품이 녹아서 변형될 수도 있다. 지구에서도 소총을 쉬지 않고(물론 탄창 교환시는 제외하고) 400발 이상 계속 자동으로 쏘아댔다가 결국 총열이 녹아 터진 실전 사례가 있을 정도인데, 훨씬 온도가 높은 달과 우주 공간에서는 말할 필요도 없다.

응달에 놓아둘 경우라면 어떨까. 섭씨 영하 173도에 노출된다. 어지간한 총기용 윤활유는 이 온도에서는 굳어서 고체가 되고 만다. 달에서도 M-16 소총을 운용하려면 영하 173도에서도 액체 상태를 유지하는 윤활유가 있어야 한다.

달 표면에는 또 다른 골칫덩이가 있다. 바로 달 먼지다. 현무암질로 이루어진 달 먼지는 입자 크기가 10~50마이크로미터 이하로 미세먼지 수준이다. 또한 기계적 풍화로만 생성된 먼지답게 매우 거칠어 인체와 장비에 모두 해롭다. 달 표면에 내리쬐는 방사능의 영향을 받아 고도 100km까지 떠오른다. 그 때문에 달 표면에서 M-16 소총을 운용하려면 달 먼지가 들어가지 않게 소총을 철저히 밀봉해야 한다. 안 그러면 들어간 먼지가 총기의 작동을 방해하고, 부품 표면을 갉아 먹을 수 있다.

이 모든 문제를 다 해결해도 도저히 어쩔 수 없는 문제가 있다. 바로 발사 반동의 처리다. 달은 중력이 지구보다 약하므로 반동 제어가 어렵다. 중력이 아예 없는 우주 공간이라면 더욱더 어려울 것이다. 우주 공간에서 총을 쏠 경우 사수의 몸은 총탄의 발사 방향과 정반대 방향으로 계속 밀려나게 된다. 별도의 제동을 걸지 않는 한 말이다.