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[과학핫이슈]하이퍼루프

발행일2018.10.28 19:00

운송수단의 진화는 인류 발전에 큰 영향을 끼친다. 사람과 물자를 더 많이, 더 빨리 운송하는 노력이 문명 발전을 이끄는 원동력이 됐다. 철도가 대표 사례다. 철도 부설과 기관차 운용은 근대화와 경제 발전의 상징으로 여겨졌다. 미국의 경우 19세기 후반 이후 대륙 횡단 철도를 건설하고, 철도망을 확보한 이후 하나된 국가와 경제 발전을 이룰 수 있었다. 철도는 항공기가 하늘을 나는 지금에도 주요한 육로 물자 수송 수단이다.

철도의 핵심 개념은 전용 도로로 운송수단이 이동하는데 작용하는 마찰력을 줄여 속도를 높이는 것이다. 이 개념은 먼 과거 여러 문명에서 볼 수 있는 수레길에서 시작한다. 당시에는 단순히 길에 홈을 파 수레가 쉽게 이동하도록 하는 수준이었지만 근대 들어 쇠로 된 트랙을 까는 철도가 모습을 드러냈다.

이후 철도는 마찰력뿐만 아니라 공기저항도 고려하기 시작했다. 운송수단 속도가 비약적으로 높아지면서 반대급부로 공기저항의 영향을 크게 받게 됐기 때문이다. KTX와 같은 고속철도가 등장한 현대에는 공기저항 대처가 주요 화두가 됐다.

2010년대에 들어서 종래 문제가 된 마찰력과 공기저항을 모두 잡는 신개념 운송수단이 고안됐다. '하이퍼루프'가 그 주인공이다.

Photo Image<하이퍼루프는 진공에 가까운 튜브에 차량을 살짝 띄워 이동시킨다. (출처: 하이퍼루프 원 홈페이지)>

하이퍼루프는 2013년 엘론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)가 제안한 초고속 교통시스템이다. 진공에 가까운 아진공튜브를 이용해 공기저항을 최소화한다. 공기저항이나 자기부상 방식으로 캡슐을 띄워 이동시키는 방법으로 마찰력도 잡는다. 철도 체계가 극복해야 할 두 가지 과제를 일거에 해결하는 아이디어다. 일론 머스크는 당시 이 방법을 이용하면 최고시속 1220㎞ 운송이 가능하다고 밝혔다.

현재는 다양한 국가와 기업이 하이퍼루프 개발에 뛰어들고 있다. 일론 머스크가 관련 기술과 아이디어를 공개하고 누구든 상관없이 개발토록 권장한 데 따라서다. 하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT), 하이퍼루프 원, 중국 등이 기술 현실화를 목전에 두고 있다.

기술 개발은 미국이 주도하는 모양새다. HTT가 특히 이목을 끌고 있다. HTT는 지난 2일(현지 시간) 스페인 엘푸에르토 데 산타 마리아에서 실제 크기의 하이퍼루프 캡슐인 '킨테로 원(Quintero One)' 시제품을 공개했다.

킨테로 원의 길이는 약 32m, 중량은 5톤이다. 하나의 캡슐로 승객은 28명에서 40명까지 태울 수 있다. HTT가 킨테로 원 개발에 가장 신경 쓴 부분은 내구성이다. 음속에 가까운 속도로 이동하는 만큼 안전 문제가 가장 시급한 선결과제다. 킨테로 원은 이중 막 스마트 복합 소재를 활용해 내구성을 극대화했다. HTT는 내년 3분기를 목표로 아부다비에하이퍼루프 시스템 상용화에 나서고 있다. 하이퍼루프 원도 미국 내 네바다 사막에서 모의주행 중이다.

미국뿐만아니라 중국도 하이퍼루프 개발에 나서 성과를 내고 있다. 중국 항천공과(CASIC) 그룹은 최근 하이퍼루프 디자인을 확정했다. 동체 길이는 29m, 폭은 3m로 빛과 열을 차단하는경량 소재를 사용한 것으로 알려졌다. CASIC는 2020년까지 핵심 기술을 개발할 방침이다. 2023년 시속 1000㎞에 도달해 2025년 완전한 유인 시스템 개발을 목표로 두고 있다.

Photo Image<철도연이 개발한 하이퍼루프 1000분의 1 기압 기밀튜브>

우리나라에서도 한국철도기술연구원, 한국기계연구원, UNIST 등이 관련 연구를 하고 있다. 이 가운데 철도연은 지난 2016년부터 과학기술정보통신부 사업으로 하이퍼루프 기술을 개발하고 있다. 지난 5월에는 하이퍼루프 핵심장치인 아진공 튜브를 국내에서 처음으로 개발했다. 튜브 내를 1000분의 1기압 이하로 낮춘 기밀 유지 구조물 구현으로 운송수단이 달리는 통로를 만들었다. 충북 오송 하이퍼루프 실험실에는 이미 30톤 캡슐 차량을 최고 시속 550㎞로 띄워 보내는 시제품을 설치했다. UNIST는 지난해 한국형 하이퍼루프 모델인 'U-루프'을 선보였다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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