우주항해에 필요한 엔진의 가장 큰 요소는 바로 연료라 하겠다. 부피와 무게가
작으면서도 강력한 추진력을 내는 그런 연료를 개발할 수 있느냐가 우주여행 현실화의
관건이다. 다른 SF소설이나 영화에서 즐겨 설정된 것과 마찬가지로, 성계시리즈에
등장하는 우주함의 주 연료는 반물질(anti-matters)로부터 만들어진다. 반물질의
존재가 예측되어 온 지는 상당히 오래되었지만, 실제로 발견된 것은 비교적 근래의
일이다. 일반적으로 원자(atom)가 양전하(+)를 띠는 핵과 음전하(-)를 띠는 전자로
구성된 것과는 반대로, 음전하의 핵(anti-proton)과 양전하를 띠는 전자(positron)로
구성되어 있다.
반물질이 차세대 에너지원으로 관심을 끄는 이유는, 반물질이 물질과 만날 때 소멸되면서
엄청난 에너지를 발산하기 때문이다. 1Kg의 반물질 수소 원자로 9000
테라주울(tera-joules, tera = 10^12)의 에너지를 낸다고 계산되는데, 이것은 비교적
효율이 높다는 원자력발전과 비교해보더라도 천문학적인 에너지이다.
물질이 소멸되면서 에너지를 발산하는 대표적인 것이 핵융합이다. 태양이나 수소폭탄의
예가 바로 수소가 융합해서 헬륨이, 헬륨이 융합해서 탄소가 되는 과정에서 원자핵의
일부가(양성자와 중성자를 묶어두는 것) 소멸하면서 생기는 것이다. 핵융합이 아직
인류에게 유용한 에너지원으로 활용되지 못하는 이유는 이 핵융합을 위해서 강력한
에너지의 주입이 선행되어야 하기 때문이다. 태양의 경우 태양 자체의 중력으로써,
수소탄의 경우 원자탄을 먼저 터뜨림으로써 이 문제를 해결하지만, 일반적 환경하에서
이런 정도의 에너지를 생성하는 것은 아직 불가능하다. 최근 열 대신에 강한 자장을
걸어 원자로 하여금 마치 강한 열을 받은 것과 같은 '착각'을 일으키게 하여 핵융합을
일으키는 연구가 되고 있다. 초전도체 분야가 각광받는 이유 중의 하나가 바로
이점이다.
핵융합의 경우와는 달리, 물질과 반물질이 만날 때는, 상온에서도 강한 반응을
일으키며 물질을 에너지화한다. 일단 반물질을 생성할 수만 있다면 에너지 문제는 거의
해결된 것이나 마찬가지라 하겠다.
극소량의 양전자를 생산 및
저장하는 데는 이미 성공을 했다. 하지만, 생산된 반물질의 보관이 불과 몇주밖에
가능하지 않고, 또 생산속도도 너무 느려서 아직 실제 엔진 등의 에너지원으로 쓰는 것은
현재로서는 시기상조라 하겠다. 그러나 이미 NASA를 비롯한 여러 연구기관들에서는 이
양전자를 이용한 엔진에 대한 연구가 상당히 진척된 상태이다. 옆의 그림은 펜실베니아
주립대에서 고안한 반물질 추진 로켓의 설계도이다. 자세한 내용은 다음의 링크를
참조하기 바란다.
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