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1950년대의 항공기와 자동차가 오늘날 우리들에게 낡아 빠진 것으로 보이는 것과 마찬가지로 오늘날의 가장 앞선 교통수단 조차도 21세기 초의 것에 비하면 쓸모없는 것이 될 것이다.

그렇다면 21세기의 자동차는 어떤 모습을 하고 있을까? 우선 그때의 자동차는 냉각수가 엔진오일조차도 필요없게 된다. 디젤엔진은 가솔린엔진과 만만치 않게 경쟁할 것이다. 디젤엔진은 높은 온도에서 내구력이 강한 세라믹으로 제작될 것이며, 피스톤 피스톤링 밸브까지에도 세락믹이 이용된다. 이런 엔진은 공기로 냉각되며 윤활의 필요가 없다.

전자장치는 두드러진 진출을 보일 것이다. 주행중에 마이크로칩이 엔진의 속도와 회전수 그리고 변속을 계속 조절하여 최대의 효율을 내게 한다. 그리하여 엔진의 마모와 폭음이 방지되고 배기가스가 줄어들며 시동이 전혀 필요없게 된다.

21세기의 자동차에는 중앙의 마이크로칩에 연결된 한 가닥의 케이블이 오늘날의 복잡한 전선다발을 대신한다. 계기판은 엔진에서 타이어의 고장까지 자세히 가르쳐 주며, 차내 운행표시기 덕분에 길을 잃는 일은 좀처럼 없을 것이다. 즉 자동차는 인공위성을 이용해 현재의 위치를 찾아내 칼라 비도오지도 위에 표시한다. 이 TV표시기의 비디오디스크에는 지도책이 입력돼 있어 인공지능이 어떻게 목적지에 도달할 지를 가르쳐 준다.

자석이라고 할 때 냉장고의 문을 여닫는 쇠덩어리가 떠오른다면 아직도 20세기 감각에서 못벗어나는 셈. 21세기에는 초전도자석을 이용한 교통수단이 큰 활약을 한다. 현재도 시험되고 있는 리니어모터카(자기부상열차)는 대표적 예. 속도는 항공기의 절반 정도이지만 저렴한 비용과 편리함 그리고 안락한 승차감 때문에 크게 각광을 받을 예정이다. 한편 자석이 아니라 공기쿠션으로 떠올라 운행하는 거대한 비행선이 출현할지 모른다. 압축공기의 힘으로 수백m나 떠오르는 이 비행선은 새롭고 값싼 연료와 엔진을 이용하며 10만t 크기에 이르러 선박을 대신할 것이다.

21세기 초의 잠수함은 더욱 빨라질 것이다. 이는 새로운 추진 방법과 저항력 축소기술에 힘입은 것이다. 이제까지의 스크류 프로펠러는 전자유체역학(MHD) 발전기를 이용한 추진기에 자리를 내주게 된다. 이 잠수함은 바다물에 세슘같은 금속을 살포해 전도율을 높인 다음, 전류와 자기의 힘으로 물을 제트기처럼 뒤로 분사해 전진한다. 분사의 방향을 반대로 바꾸면 급정거가 가능하며 소음이 전혀 없어 탐지가 안된다.

속력의 증진을 위해선 잠수함의 저항력 감소가 필수. 그리하여 돌고래의 피부처럼 부드러운 물질로 잠수함의 표면을 씌우는 방법이 연구될 것이다. 아울러 물과 잠수함의 경계층에 마이크론 크기의 공기거품, 끈적끈적한 중합체 또는 비누 같은 화학물질을 주입하거나 선체를 원자로에서 나오는 열로 가열하는 방법 등이 실현될 것이다.

항공기의 경우에도 새로운 혁신이 잇따를 것이다. 우선 설계단계에서도 지금과 같은 풍동실험 없이 컴퓨터만으로 새로운 항공기가 설계될 수 있다. 잠수함에서 얻은 저항감소기술과 자동차의 재료기술이 모두 채택되게 된다. 21세기에는 어떤 금속보다 강하고 가벼운 플라스틱 비행기를 흔히 볼 수 있을 것이다.

그러나 이런 신형 항공기도 더 빠른 여행을 추구하는 승객의 기대를 충족시키지는 못할 것이다. 마하3조차도 너무 느리다고 불평하는 승객들이 많을 것이기 때문이다. 지구를 반 바퀴 도는 가장 긴 항로에서는 최신의 초음속 여객기라도 재급유를 위해 중간에 기착해야한다. 서울에서 리오데자네이로까지의 10시간 비행을 견뎌내야 할 승객들은 같은 거리를 40분만에 주파하는 우주정거장을 부러운 눈으로 바라볼 것이다. 따라서 콩코드의 진정한 계승자는 극초음속 여객기이기 마련. 이것은 인공위성 속도의 반 이상으로 빠르게 비행해, 아무리 먼 곳이라도 2시간 안에 도착한다. 이 항공기에 채용되는 엔진은 '스크램제트'로서 마하22까지 속도를 낼 수 있다. 또 이 엔진을 장착하면 대기뿐만 아니라 우주공간에까지 날아갈 수 있다.

극초음속 여객기 외에도, 최초의 달기지를 건설하는데 필요한 우주선, 곧 궤도전이수송기관(OTV)이란 우주예인선이 개발될 것이다. 이 예인선이 대기권안의 우주정거장으로 되돌아 올 때 초당 3천m씩 속도를 줄여 우주정거장에 가까운 궤도로 차츰 전이한다. 그 다음 대기권 바로 위에서는 연료 탱크를 완전히 감싸는 고리 모양의 기구를 펼친다. 이것은 세라믹 섬유로 짠 내열막으로 덮혀있다. 이런 방법으로 미래의 달 로킷은 대기권에 진입하고 속도를 늦추면서 우주정거장으로 귀환하게 된다.

행성간 우주선은 레이저융합 기술에 달려있다. 급속하게 펄스된 강력한 레이저는 작은 융합연료 입자들을 비질하듯 내쏘며, 연료입자들은 미소한 수소폭탄처럼 폭발한다. 이 폭발에 의해 광속의 몇백분의 일에 이르는 속도로 확산하는 플라즈마가 생겨난다. 초전도자석은 플라즈마를 뒤로 분산시켜 추진력을 얻는다. 21세기 초에는 수소와 레이저를 이용한 이런 '초엔진'이 등장할 지 모른다. 그리하여 우리의 탐사로킷은 태양계를 넘어 우주공간으로 뻗어나갈 것이다.

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1987년 09월 과학동아 정보

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