d라이브러리

체험학습으로 우주정거장에 견학가는 날. 마음이 들떠 조잘 조잘 떠드는 학생들을 이끌고 선생님이 커다란 엘리베이터에 오른다. 우주선에 탑승하기 위해 엘리베이터를 타는 것일까. 그러나 출발한 엘리베이터는 멈출 생각이 없는 듯 하늘 높이 솟아오른다. 창 밖으로 보이는 땅이 점점 멀어지면서 이윽고 산과 구름도 아래로 사라지고 검은 우주를 배경으로 둥근 지구의 윤곽이 드러난다. 그리고 들려오는 안내원의 목소리. “잠시 후 우주 정거장에 도착합니다.” 우주엘리베이터는 말 그대로 우주까지 솟구쳐 있는 엘리베이터다. 엘리베이터의 선로가 지상에서 우주까지 이어져 있다고 생각하면 쉽다. 지구 적도 상공 정지궤도의 한 점에서 지상으로 케이블을 늘어뜨리면 언제나 지구 표면 위에 수직으로 솟아있는 엘리베이터를 만들 수 있다. 정지궤도인 3만 6000km 상공은 지구의 중력과 원심력이 똑같아지는 고도이기 때문이다. 따라서 3만 6000km 보다 높은 곳에 중력을 상쇄할 수 있는 무게추(평형추)를 두면 케이블이 중력에 의해 떨어지지 않고 계속 유지된다. 우주엘리베이터가 완성되면 어려운 훈련과정 없이 누구나 관광 목적으로 우주기지를 방문해 지구를 내려다 볼 수 있다. 욕심을 부린다면 우주도시를 짓고 엘리베이터를 타고 오르내리는 것도 가능하다. 우주엘리베이터는 로켓에 비해 여러 가지 이득이 있다. 연료를 많이 소모하지도 않을 뿐더러 대기 중에 오염물질을 배출하지도 않는다.



고층 건물이나 탑은 중력에 의한 압축력을 견뎌야 하지만, 우주엘리베이터는 지구 중력과 무게추의 원심력이 각각 양쪽에서 잡아당기기 때문에 인장력을 견뎌야 한다. 가장 큰 인장력을 받는 곳도 정지궤도인 3만 6000km 상공이다. 이 때문에 우주 엘리베이터를 연결하는 케이블은 지상에 가까울수록 가늘고 정지궤도에 가까울수록 굵어질 것이다.



현재 쓰는 건축재료인 강철로 우주엘리베이터를 만들기는 불가능하다. 철은 3만 6000km는 커녕 몇 km도 버티지 못하고 끊어지고 만다. 좀 더 가볍고 강한 금속도 마찬가지다. 현재 가장 유력한 후보는 탄소나노튜브다. 탄소나노튜브는 인장력에 매우 강하기 때문에 이론적으로는 우주엘리베이터를 만들기에 충분하다.