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[궁금한 화요일] 루카스 감독의 상상, 얼마나 현실이 됐나

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상상이 현실이 되는 경우가 있다. 프랑스 작가 쥘 베른이 1869년 발표한 공상과학(SF) 소설 『해저 2만리』의 심해 탐사가 대표적이다. 1997년에 제작된 일본의 잠수정 ‘가이코’는 세계에서 가장 깊은 바다로 불리는 마리나아해구 바닥까지 도달했다. 가이코는 깊이 11㎞의 해구로 내려가기 위해 1㎠당 8t의 압력을 견딜 수 있도록 설계됐다. 다음달에 새로운 속편이 개봉되는 ‘스타워즈’ 시리즈는 상상력이 만든 작품이다. 레이저 무기, 복제 생명체(clone), 두 발로 걷는 로봇 등 38년 전 개봉 당시의 과학을 뛰어넘은 조지 루카스 감독의 공상이 기반이 됐다. 한 세대 전 스타워즈에 담겼던 상상은 얼마나 현실이 됐을까. 인류는 이제 다스베이더 제국군과 맞설 준비가 됐는지를 살펴봤다.

영화 ‘스타워즈’에서 본
파란 불꽃 이온 엔진
1998년 우주선 첫 장착


 검은 마스크로 상대에게 공포심을 유발하는 다스베이더. 그가 지휘하는 ‘행성 파괴 우주 전함’은 우주 공간을 서서히 전진한다. 이 전함을 움직이는 동력은 파란 불꽃을 분사하는 ‘이온 엔진’이다. 원자보다 작은 이온을 내뿜어 추진력을 얻는 이온 엔진은 이미 개발됐다. 98년 발사된 미 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 ‘딥 스페이스’는 이온 엔진을 장착한 최초 탐사선이다. 딥 스페이스는 크세논 가스를 극성을 가진 이온 상태로 바꾼 뒤 전기가 흐르는 금속 그물에 통과시켜 추진력을 얻는다. 이온은 시속 10만㎞ 속도로 뿜어져 나온다. 이온의 질량이 워낙 작아 단시간에 큰 추진력을 얻진 못하지만 꾸준히 분사하면 마찰력이 없는 우주에선 속도를 계속 높일 수 있다. 탐사선 속도는 발사 초기 초속 10m에 불과했지만 1년 후 초속 31㎞를 기록할 정도로 빨라졌다. 이 엔진은 작고 가벼워 ‘미래형 엔진’으로 불린다. 딥 스페이스 1호가 하루 소비하는 연료의 무게는 100g에 불과했다.

 
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일본이 2003년 발사한 소행성 탐사선 ‘하야부사’에도 같은 엔진이 장착됐는데 탐사선은 7년에 걸쳐 60억㎞를 이동해 2010년 지구로 귀환했다. 한국항공우주연구원 한조영 박사는 “화학 연료를 사용한 아폴로 우주선이 달에 도달하는 데 3~4일이면 충분하지만 이온 엔진을 사용하면 1년 걸린다. 초기 속도가 느려 현재는 심해 우주 탐사선 등에 활용되고 있다”고 말했다. NASA는 이온 엔진 대형화에 연구력을 집중하고 있다. 대형화에 성공하면 2030년으로 예정된 유인 화성 탐사에 이온 엔진을 탑재할 수도 있다.

 스타워즈에서 빼놓을 수 없는 소품은 광선검으로 대표되는 레이저 무기다. 다스베이더와 루크 스카이워커가 휘두르는 광선검이 맞부딪치는 모습은 명장면 중 하나다. 루카스 감독은 인터뷰에서 “동양의 칼싸움과 레이저 기술에서 힌트를 얻어 제다이들의 새로운 전쟁 방식을 만들었다”고 말했다. 55년 미국 과학자 찰스 타운 등이 개발한 레이저는 금속을 자르는 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

한국을 비롯해 세계 각국은 레이저 무기 개발을 위해 힘을 쏟고 있다. 한국 국방과학연구소는 99년 수백m 떨어진 철판을 레이저로 관통시키는 실험에 성공했다. 미 해군은 실전에 배치된 레이저포를 지난해에 공개했다. 레이저포는 영화 속 장면처럼 발사 장면이 눈에 보이지 않지만 1.6㎞ 떨어진 보트를 불태우는 데 성공했다. 발사비용은 한 발에 1달러 수준으로 저렴하다. 레이저포와 달리 광선검 개발은 풀어야 할 숙제가 많다. 우선 빛 입자인 광자(光子)를 가둘 수 있는 장치가 필요하다. 직진하는 성질을 지닌 빛을 가두는 건 어려운 일이다. 2013년 과학 학술지 ‘네이처’에는 온도를 낮춘 루비듐으로 광자들을 가둘 수 있다는 사실을 증명한 논문이 실렸다. 하지만 가둘 수 있는 광자의 수가 수개에 불과해 광선검을 만들기엔 턱없이 부족하다. 연구에 참여한 미 양자연구소 알렉시 고르시코프 박사는 “광선검 개발을 위해 이제 한 걸음을 내디딘 것”이라고 평가했다.

 
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미 해군이 실전 배치한 레이저 포.

 제국군을 만든 생명체 복제 기술은 확보됐을까. 인류는 복제 기술을 꽤 확보했다. 96년 영국 이언 윌머트 박사는 체세포 복제를 통해 세계 최초로 복제양 ‘돌리’를 만들었다. 복제 기술에 있어 한국은 앞선 국가에 속한다. 이미 개와 늑대 복제에 성공했다. 복제 생명체 대량 생산에 있어 걸림돌은 돈과 생명윤리다. 지난해 세계에서 둘째로 인간 체세포 줄기세포 실험에 성공한 차병원 관계자는 “줄기세포 하나를 만드는 데 필요한 비용은 최소 5억원”이라고 말했다. 엄청난 비용에 더해 ‘인간 복제가 올바른 것인지’에 대한 생명윤리 문제도 있다.

 스타워즈의 깡통 로봇 ‘R2D2’가 행성파괴무기 설계도를 보여주는 장면에 등장하는 홀로그램(hologram)은 현실에선 만나기 힘들다. 소녀시대 등 아이돌 그룹을 담은 홀로그램 콘서트가 2013년부터 이어지고 있지만 이는 ‘유사 홀로그램’에 불과하다. ‘유사’라는 꼬리표가 따라다니는 건 얇은 플라스틱판에 광선을 쏴 3차원으로 보이게 만든 것에 불과해서다. 스크린에 빛을 쏘는 영화관과 비슷하다. 김은수 광운대 전자공학과 교수는 “3차원 홀로그램은 360도 어느 방향에서 보든 뚜렷한 형체를 볼 수 있어야 하지만 ‘유사 홀로그램’은 플라스틱판이 없으면 형체를 만들 수 없어 홀로그램이라 할 수 없다”고 말했다.

 중력을 사라지게 하는 반중력 장치 개발도 요원하다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 중력과 시간, 공간은 분리할 수 없는 한 개념이다. 서강대 물리학과 김원태 교수는 “물리학에선 반중력이라는 개념이 존재하지 않아 반중력 장치는 현실에선 만들 수 없다”고 말했다.

  강기헌 기자 emckk@joongang.co.kr

◆이온 엔진=이온 분출로 추진력을 만드는 장치. 제논·크세논 등 불활성 기체에 전자를 쏴 양이온 형태로 바꾼다. 그 뒤 전기를 이용해 양이온이 분출되도록 해 추진력을 발생시킨다.

◆반중력 장치=영화 스타워즈에 등장하는 특수 장치. 물체가 서로 끌어당기는 힘인 중력을 상쇄시켜 비행체가 중력을 무시하고 자유롭게 날 수 있도록 한다. 현실에는 존재하지 않는다.
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