[전망] 우주탐사선은 미래 재생 에너지에 어떻게 기여할까

[이넷뉴스] 지난 20일 아마존 창업자 '제프 베조스'는 자신의 우주선인 '블루 오리진'을 타고 우주에 진입했다. 형과 함께 우주선을 타고 무사히 지구의 수면으로 돌아오는 모습을 보고 세상은 경외심을 느꼈다. 베조스와 동승한 다른 이들은 우주 임무를 확장하여 결국 화성에 문명을 건설할 계획이다. 이처럼 우주여행 시대가 본격 열렸다. 베조스의 '블루 오리진'과 일론 머스크의 '스페이스엑스(SpaceX)'를 비롯한 우주탐사선은 미래 재생 에너지에 어떻게 기여할까.

국제 우주 정거장은 남대서양 상공 273마일에 있다. 기후 변화 방지 노력은 화성에 식민지 를 건설하는 것으로 주도되고 있다. 불행히도 블루 오리진은 환경을 치유하는 것보다 대기 악화에 더 많은 기여를 했다. 일론 머스크의 임무인 SpaceX는 재생 에너지원을 활용하여 로켓 연료 부문의 변화를 주도하고 있다. 블루 오리진은 많은 공해를 낳았고 SpaceX는 친환경 로켓으로 유명해졌다. 

◇ 기존 로켓 연료의 문제점
화성 식민지를 개발하는 것은 야심찬 일이다. 궁극적으로 지구에 대한 인간의 오염을 줄여 온실 가스 배출과 지구 표면 오염을 제한할 것이다. 탄소 배출량의 상당 부분은 전기 생산 중 화석 연료 연소에서 비롯되기 때문이다. 지구와 달리 화성은 기존의 에너지 생산 공정에 사용되는 원자재를 생산하지 못한다. 또 화성에서는 태양광 에너지 채광은 불가능하기 때문에 다른 형태의 신재생 에너지에 접근해야 한다.

지구환경과 다른 화성이기에 오히려 자원을 고갈시키는 것이 아니라 보존하는 데 도움이 된다. 이에 앞으로는 화성에서 지구로 운송하는 것 외에 지구를 떠나는 로켓의 지속 가능성도 환경과 에너지를 평가해야 한다. 현재 재사용 가능한 로켓인 SpaceX Falcon 9는 등유와 액체 산소를 연료로 사용한다. 등유는 환경 및 인체 건강에 부정적인 영향을 미친다. 연소 중에 등유는 블랙 카본을 방출하여 700kg의 이산화탄소 배출량에 해당하는 열을 발생 시킨다. 대기 오염은 지구 온도 상승과 그에 따른 부정적인 생태학적 영향을 초래한다. 또한 로켓 제조로 인한 생산 배출물 양을 추정해 적절한 수명 주기를 결정해야 한다. 

일론 머스크는 탄소 배출을 줄이는 방법으로 제조 공정을 평가했다. SpaceX는 화석 연료 생성 전기로 로켓 생산에 연료를 공급하는 대신 재생 가능한 에너지원에 접근하도록 하고 있다. SpaceX는 생산과정에서 재생 에너지의 일부를 사용한다. SpaceX가 이륙하는 동안 로켓은 평균 화씨 5800도 에 도달한다. 이에 머스크는 SpaceX의 지속 가능성을 평가할 때 물 사용을 추가로 평가하고 있다. 우주선을 쏠 때 Launchpad는 막대한 양의 물을 사용하여 시스템을 냉각시키고 필수 구성 요소의 과열을 방지한다. 패드로 물을 펌핑하는 데에도 많은 양의 화석 연료 구동 전기가 사용돼 프로젝트에서 탄소배출량이 적지 않기 때문이다.

◇ 재생 가능한 우주탐사 솔루션
환경 엔지니어와 과학자들은 SpaceX 프로젝트를 위한 연료 공급 방법을 개발하고 있다. 재생 가능한 로켓 연료가 계속 개발 중이며 일론 머스크는 2개의 태양 전지판을 국제 우주 정거장(ISS)에 보냈다. 내년에 머스크는 우주에서 태양열 발전 개발을 유지하기 위해 4개의 장치를 추가로 보낼 것으로 알려졌다. 모든 태양 전지판은 태양으로부터 120킬로와트의 청정 에너지를 생성할 수 있다. 이 시스템은 화성 식민지에서 무공해 전력원에 대한 유망한 잠재력을 보여준다.

화석 연료를 우주로 보내는 것과 달리 태양광 발전은 유효 기간 없어 용도와 수명이 확장된다. 머스크는 이같은 기술을 계속 사용하고 다른 개발자들은 재생 가능한 로켓 연료 생산 방법을 연구하고 있다. 그들은 우주탐사에서 탄소 중립 연료를 개발하기 위해 태양광 발전, 재생 가능한 탄소 및 수자원을 살펴보고 있다. 일론 머스크 팀은 SpaceX의 전력을 위해 태양열 구동 전기분해, 산소 및 수소를 조사하고 있다. 이로 인해 청정 에너지 기술을 사용하여 탄소 중립 연료를 생산하고 모든 공정에서 탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

우주 임무에서 중요한 지속 가능성 과제는 지구 외부에 남겨진 오염이다. 로켓을 발사할 때마다 화학적으로 위험한 쓰레기가 생성된다. 작은 쓰레기 조각이라도 실수로 ISS에 진입해 창을 깨뜨리는 위험한 상황이 연출될 수 있다. 우주 쓰레기는 우주 비행사의 안전에 심각한 위협이 된다. 머스크의 재사용 가능한 로켓 부품 개발은 우주 공간의 오염 발생을 줄인다. 그는 또한 발사로 인해 발생하는 지구 표면의 오염 물질을 수집하기 위해 노력해오고 있다.

머스크가 수년 동안 우리에게 보여준 것이 있다면 신재생에너지 기술 발전에는 시간이 걸린다는 것이다. 그는 지난 2002년 SpaceX를 개발했으며 NASA보다 더 지속 가능한 임무를 생성하는 데 수십 년이 걸렸다. 머스크는 이를 위해 친환경 기술을 계속 개발해 모든 우주 임무가 환경에 미치는 영향을 줄이고자 한다. 일론 머스크는 기후 변화를 방지하기 위한 수단으로 SpaceX를 개발했다. 우리는 온실 가스 배출을 줄임으로써 지표면에서 지구의 자연 상태를 더 잘 보존할 수 있어야 한다. 이처럼 자신의 행동이 환경에 미치는 영향에 대한 개인의 인식을 높여야 한다는게 머스크의 의견이다. 

[이넷뉴스=박민호 기자] dducksoi22@enetnews.co.kr