NASA, 최초 핵 추진 우주선 만든다… 장점과 위험성은?

미국 항공우주국 NASA가 2028년 화성 탐사를 목표로, 원자력으로 전기를 만들어 우주선을 움직이는 ‘핵 전기 추진’ 기술을 적용한 최초의 행성 간 우주선을 개발하고 있다. 이 기술은 기존 탐사선보다 훨씬 강한 추진력과 효율을 제공할 수 있어, 인류의 우주 탐사 방식을 근본적으로 바꿀 가능성이 크지만 동시에 안전성과 환경 문제라는 과제도 함께 안고 있다.

핵으로 움직이는 우주선, 기존 방식과 무엇이 다른가

지금까지 우주 탐사선은 주로 ‘방사성 동위원소 열전 발전기’, 즉 RTG를 사용해왔다. 보이저 1호와 보이저 2호가 대표적인 사례다.

이 장치는 플루토늄-238이 자연스럽게 붕괴하면서 발생하는 열을 전기로 바꾸는 방식이다. 덕분에 수십 년 동안 안정적으로 전력을 공급할 수 있다. 실제로 보이저 탐사선은 지금도 태양계 바깥에서 작동 중이다.

하지만 RTG는 전기를 공급하는 역할에 그칠 뿐, 우주선을 강하게 밀어주는 추진력은 거의 만들지 못한다. 그래서 기존 우주선은 화학 로켓이나 태양광 전기를 이용해 움직였다.

이번에 개발되는 핵 전기 추진은 이 한계를 넘어선다. 원자로로 훨씬 많은 전기를 만들고, 그 전기로 ‘이온 엔진’을 작동시킨다. 이온 엔진은 가스를 전기로 가속해 뒤로 뿜어내면서 추진력을 만든다. 순간적인 힘은 약하지만, 오랫동안 계속 작동하면 점점 속도가 붙어 결국 매우 빠른 속도에 도달한다.

특히 태양빛이 거의 닿지 않는 먼 우주에서도 안정적으로 작동할 수 있다는 점이 가장 큰 차이다.

핵 전기 추진이 가져올 변화

이 기술의 핵심은 효율이다. 같은 연료로 더 많은 짐을 더 멀리 보낼 수 있고, 오랜 시간 가속할 수 있어 결국 더 빠른 우주 이동이 가능해진다.

그래서 이 기술은 단순한 탐사를 넘어, 화성 유인 탐사나 대형 우주 화물 운송 같은 미래 계획의 핵심 기술로 주목받는다. 태양광에 의존하지 않아도 되기 때문에, 태양에서 멀리 떨어진 외곽 태양계까지 안정적으로 탐사할 수 있다. 즉, 지금보다 훨씬 깊고 넓은 우주를 탐험할 수 있는 길이 열리는 셈이다.

핵 추진 우주선 개발의 위험과 현실적 과제

하지만 해결해야 할 문제도 분명하다. 가장 큰 걱정은 ‘안전성’이다. 핵 물질을 우주로 보내는 것 자체가 위험 요소이기 때문이다.

실제로 1997년 카시니-하위헌스 탐사선 발사 당시에도 방사성 물질 유출 가능성을 두고 큰 논란이 있었다. 다행히 사고 없이 성공했지만, 여전히 많은 사람들은 핵 기술에 대한 불안을 가지고 있다.

또 핵분열 과정에서 생기는 방사성 물질이 다른 행성이나 우주 환경에 영향을 줄 가능성도 있다. 만약 우주선이 사고로 추락한다면, 그 영향은 예측하기 어렵다.

그럼에도 전문가들은 이 핵 추진 우주선 기술이 결국 실현될 것으로 보고 있다. 과거에는 상상조차 어려웠던 기술들이 하나씩 현실이 되어왔기 때문이다. 이번 프로젝트가 성공한다면, 인류는 더 빠르고 더 멀리 나아갈 수 있는 새로운 우주 탐사의 시대에 들어서게 된다.

성치훈 기자/ hello@sciencewave.kr

출처: Space.com, “NASA is developing the ‘1st nuclear powered interplanetary spacecraft.’ What about the Voyager probes?”