국제우주정거장에서 오랜 시간을 머무는 우주인들은 지구에 있는 사랑하는 가족의 생일이 다가와도 선물을 전해줄 방법이 없다.
과연 우주인들이 지구의 가족들에게 선물을 보내는 방법은 없을까?
지구에서 국제우주정거장으로 물품을 보내주는 러시아의 ‘프로그레스’ 화물 우주선이 있지만 이 화물 우주선은 국제우주정거장에서 발생한 배설물, 쓰레기 등을 싣고 대기권에서 불타버리기 때문에 지구에 있는 가족들에게 선물을 전해줄 수 없다.
따라서, 아직까지 방법은 없다.
하지만 여러 나라에서 지구로 물건을 무사히 보내기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
유럽 대학생들로 이뤄진 ‘젊은 위성공학자’(YES2)는 우주에서 지구로 물건을 ‘던져서’ 전달하는 ‘우주 우편서비스’를 연구하고 있다.
이들 대학생들은 우주에서 지구 쪽으로 일정거리 이상 떨어진 공간은 중력이 영향을 미치기 때문에 진자운동이 가능하다는 사실을 알고 연구를 시작했다.
이 서비스는 원심력을 이용해 우주에서 지구의 특정한 위치에 정확히 물건을 떨어뜨릴 수 있다고 하는데 그 방법을 살펴 보면,
먼저, 260~300km 상공에 있는 비행체에서 0.5mm 굵기의 줄에 물건을 매달아 지구방향으로 30km 늘어 뜨린다.
지구 쪽에 가까워진 물건은 중력의 영향을 받기 때문에 앞뒤로 진자운동을 하게 되고, 비행체가 목적지의 상공에 도달하는 순간 줄을 끊는다.
그렇게 하면 비행체가 앞 쪽으로 진행하려는 힘과 뒤 쪽으로 향하는 진자운동의 힘이 합쳐져 물체는 지면에 수직으로 떨어진다고 한다.
물건이 지구의 목표지점에 정확히 도착하기 위해서는 비행체의 속도와 물건을 매단 줄의 길이, 중력의 영향을 받아 진자가 앞뒤로 움직이는 범위 등에 대한 꼼꼼하고 정확한 계산이 필요하다고 한다.
그리고 물건이 지구로 안전하게 도착하기 위해서 물건은 대기권을 통과할 때의 뜨거운 열기를 견딜 수 있어야 한다고 한다.
이에 우주에서 지구로 보내는 물건은 우주왕복선의 외피로 만든 캡슐로 포장하고, 땅에 떨어질때의 충격을 방지하기 위해 낙하산을 펼쳐 지면에 천천히 내려 앉도록 설계한다고 한다.
하지만, ‘우주 우편서비스’로 큰 화물이나 무거운 물건은 보내기 힘들다.
그래서 미국의 하이리프트 시스템’사는 미국 항공우주국(NASA)에서 57만달러의 연구비를 지원받아 우주엘리베이터를 개발하고 있다.
우주엘리베이터로 1kg의 화물을 나르는데는 고작 1.5달러 정도 든다고 한다.
현재 우주왕복선으로 화물을 실어 나를때 1kg당 2만 2천달러가 드는 것에 비하면 무척 싼 금액이다.
우주엘리베이터는 적도 근처 바다 한복판에 승강장을 두고, 고도 3만 5786km의 정지궤도에 있는 인공위성에 연결되는데, 인공위성은 지구의 자전속도와 똑같이 지구를 돌기 때문에 우주엘리베이터가 우주에 도달할 때 까지 휘거나 기울어지지 않는다고 한다.
우주엘리베이터의 차량은 시속 수천 km를 움직일 수 있는 자기부상열차가 제격이라고 한다.
선로와 맞닿지 않고 자석으로 추진되기 때문에 속도를 유지할 수 있고 부품이 훼손될 염려도 없다고 한다.
만약 크고 작은 물건이 아니라 우주에서 편지를 보내고 싶다면 종이비행기를 접어 지구로 날려도 된다.
일본에서는 국제우주정거장에서 지구로 종이비행기를 날려 착륙시키는 연구를 하고 있다.
도쿄대 연구진은 우주왕복선의 모양으로 8cm 길이의 종이비행기를 만들었다.
물론 종이 표면은 공기마찰에 잘 견딜 수 있도록 단열처리를 했다고 한다.
무거운 우주선은 지구의 대기권을 통과할 때 음속의 20배 정도로 날지만, 종이비행기는 가볍고 공기에 대한 저항이 커 더욱 느린 속도로 날 수 있다고 한다.
또 공기가 희박한 곳부터 천천히 속도가 줄기 때문에 불에 타지 않고 지구로 들어올 수 있다고 한다.
아직 우주와 지구 사이에 물건을 옮기는 방법은 우주선을 통해서만 가능하다.
하지만 앞서 소개한 방법과 같은 연구들이 실제로 개발된다면, 우주에서 지구로 선물을 보내고, 또한 지구에서 우주로 물건을 보내는 방법이 보다 쉬워질 것이다.
그렇게 되면 우주인들이 우주에서 사랑하는 가족에게 전하는 생일선물과 편지들도 보다 쉽게 전달될 수 있을 것이다.
머지않아 “우주에서 보내온 소포요~”라는 택배아저씨의 신나는 목소리를 듣게 되지는