우주 엘리 베이터의 혁신성.jpg

2012년 일본 오바야시에서 야심찬 계획을 내놓은게 있어.

그건 바로 우주 엘리베이터인데, 정지궤도(고도 약 36,000km)에 우주 정거장 설치를해서,

총 길이 약 96,000km의 탄소나노튜브 케이블 사용해 지상과 연결하고

엘리베이터를 연결해서 올라가는 방식의 제안이였어.

이 구상도 2012년 기준으로 매우 혁신적인 아이디어로 선정되었는데,

이 아이디어를 넘는 우주 엘리베이트가 있어.

우리가 집중해야 할 것은 바로 부력이야.

예전에도 다룬적이 있는데, 부력이라는것은 중력이 존재하는 공간에서,

밀도가 높은 물질과 낮은 물질에 작용하는 중력의 힘의 상대적 차이로

밀도가 높은 물질은 아래로 가라 앉고, 밀도가 낮은 물질은 떠오르는 현상이지.

여기서 단순하게 밀도로 이야기했지만 더 정확한것은 부력이야.

부력이 높은 물질이 위로 뜨고 낮은 물질이 가라앉는거지

파란색 지구가 있다고 가정해볼게, 

파란색 부터 A구간은 대기가 존재하는곳이야.

대기가 존재하기 때문에 부력체만으로도 올라갈수있어.

오직 부력만으로 올라갈수있는거지.

그런데 B구간은 부력만으로 올라갈수가 없어,

왜냐면 진공층이라 부력을 아무리 강화하더라도 올라 갈수 없는거지.

그러면 해발고도 38km까지만 부력을 이용하고 그 위는 부력으로 올라가지 못하는걸까?

아니 가능해,

부력체 로켓인데, A에는 부력체가 있어. 

여기를 가열해서 온도를 200도까지 끌어 올리는거야.

온도가 상승함에 따라 내부의 기압이 상승하고, 1기압을 유지하는 압력 조절기에 의해서

외부로 기체가 빠져나가면 내부에 1기압을 유지하는 200도의 부력 물질이 남게 되는데,

온도가 상승할수록 부력이 상승하는거야.

나중에는 플라즈마 수준까지 끌어 올릴수있는데, 온도가 10만도를 넘어가게 되면

부력체를 구성하는 물질이 녹을수있기 때문에, 자기장으로 부력체에 닿지 못하게 하면서,

레이저로 부력 물질을 가열해 부력을 기하급수적으로 높이는거지.

일단 부력을 높이는것을 넘어서,

이렇게 부력체를 만든다음에,

대기가 존재하는 38KM까지 부력으로만 올라가는거야.

그 다음에는 로켓 자체에 있는 액화 공기를 분사해서, 부력체에 쏘아주게 되면,

부력체에 공기가 닿는 순간 밀도가 상대적으로 높은 공기는 급 하강을 하게 되고, 

상대적으로 밀도가 낮은 부력체는 급 상승을 하게 되는거지.

부력이 강해서 공기가 마하 2~3의 속도로 하강하고, 그 추진력으로 중력권을 돌파하는거야.

그런데 중력이 존재하지 않는 우주 C로 나아가게 되면 그때부터는 공기를 분사해도

부력이 작동하지 않는거야.

이 부력은 오직 행성의 중력이 존재하는 공간안에서만 존재하기 때문이지.

이것을 상용화 하기 위해서, 지금 스페이스X에서 사용하는 아파트 크기의 로켓체를

부력체로 만들고, 내부에 초대형 부력체를 자기장을 형성하도록 만들면서,

부력체 내부의 물질을 10만K까지 가열해 플라즈마 상태로 만들게 되면 부력이 비약적으로 상승하는데,

이 부력을 이용해서 공기가 있는 38KM까지 올라간 이후에는 로켓 내부에 있는 압축 공기를 이 부력체에 분사해서

추진하는 방식이지.

근데 이거는 로켓이고 엘리베이터를 만들꺼라고 했자나.

엘리베이터는 해발고도 38KM에 대기중인 초강력 부력체가 있어.

지상에서 물질을 부력 엘리베이터로 띄워서 38KM에 있는 부력체와 도킹한 이후에,

이 화물을 실어 옮기고, 38KM에 있는 초강력 부력체에 압축 공기를 가득 체우고,

빠르게 분사해서, 부력에 의해서 공기가 급하강하게 되고 그 반대 추진력으로 우주권을 돌파하는거지.

부력의 정도에 상관없이 38KM위에는 진공층이라서, 하강하게 되는데, 부력체가 충격도 커버할수있게 만드는거야.

우주권을 돌파한 이후에 화물을 원하는 위치에 옮기고,

화석 연료 로켓 추진시스템을 사용해서, 지구로 돌아와서 부력으로 다시 38KM까지 돌아가는거지.

현재 화석 연료 로켓은 연료를 소각해서 생기는 공기 압력으로 로켓을 밀어내는데,

이 부력체는 부력으로 생기는 공기 압력으로 로켓을 밀어내는거지.

중력이 작용하는 공간 안에서 부력체에 압축 공기를 분사해서 로켓을 위로 올려보내는 방식이야.

2012년도 일본에서 발표한 우주 엘리베이터가 1차원적으로 선을 연결해서 올라가는 방식이라면,

이것은 중력이 존재하는 공간안에서 부력을 활용하 추진하는 방식의 엘리베이터인데,

압축 공기와 부력체만 있다면 언제든지 지구의 중력권 밖으로 나갈수있는거지.

미래의 우주 화물을 운송을 90%이상 책임지는것은 부력체일수밖에 없는데,

왜냐면 압축 공기만 있어도 화물을 우주권으로 올려보낼수있기 때문에,

무제한 재활용할수있는 친환경 재생에너지로 부력을 채택할수밖에 없으며,

연료를 소모하지 않고, 오직 중력에 의한 부력으로 화물을 우주로 운송할수있기 때문이야.