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테슬라, 엘론머스크 또 사고치다! 시속 1200km로 달리는 하이퍼루프
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테슬라, 엘론머스크 또 사고치다! 시속 1200km로 달리는 하이퍼루프
2016. 8. 3. 08:00
교통수단에 있어서 가장 중요한 요소를 꼽으라고 하면 많은 사람들이 속도를 선택할 것입니다. 물론 교통수단은 사람을 태워 나르기 때문에 안전성, 경제성, 승차감, 수용 가능 인원 등 다양한 요소를 고려해야겠지만, 교통수단이 생겨난 이유를 생각해본다면 아무래도 속도에 대한 부분이 우선시 되고 있습니다. 그래서 획기적인 속도의 교통수단이 나타나면 산업의 발전은 물론 우리의 생활패턴까지 큰  변화를 가져다주고 있습니다. 자동차, 비행기, 고속열차 등 새로운 교통수단이 등장할 때마다 산업이 발전하고 우리의 생활도 변화가 생겼습니다. 그래서 기업들이 속도 경쟁에 많은 투자를 아끼지 않고 있는 것입니다.
그런데 이런 속도 경쟁 속에서 엄청난 속도를 자랑하며 두각을 나타내고 있는 새로운 교통수단이 등장을 했습니다. 바로 시속 1,200km를 자랑하는 하이퍼루프입니다. 미래형 열차라고 불리는 하이퍼루프는 초음속으로 달리는 열차입니다. 최근 미국기업은 물론 우리나라도 하이퍼루프 개발에 박차를 가하고 있는데요. 오늘은 미래에 새로운 세상을 열어줄 하이퍼루프에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
미래에서 온 열차 #하이퍼루프
미국 전기차 회사 테슬라모터스와 민간 우주업체 스페이스X 창업자인 엘론 머스크가 2013년 제안한 캡슐형 초고속 열차시스템을 하이퍼루프라고 부릅니다. 머스크가 2015년 1월 블로그를 통해 공개한 설계도를 살펴보면 하이퍼루프는 28명이 탑승할 수 있으며, 지름 3.5m의 긴 원통형으로 최고 속도인 시속 1,200km로 달릴 수 있습니다. 시속 1,200km의 속도가 실감이 안 나실 텐데요. 로스앤젤레스에서 약 560km 떨어진 샌프란시스코까지 35분 만에 주파할 수 있으며, 우리가 해외여행 갈 때 자주 이용하는 보잉 747의 최고 속도가 시속 945km라고 하니 하이퍼루프의 속도가 얼마나 대단한 것인지 짐작해볼 수 있습니다.
하이퍼루프가 시속 1,200km라는 엄청난 속도를 낼 수 있는 원리는 열차가 진공 튜브 속을 달리며 공기 저항과 마찰을 최소화하는 데 있습니다. 우리가 잘 알고 있는 자기부상열차가 자기력을 이용해 열차를 선로 위에 부상시켜 선로와의 마찰이 없이 고속도를 유지할 수 있는 것처럼, 하이퍼루프도 바닥에서 살짝 띄워 마찰을 줄이는 방법을 사용하고 있는데요. 이렇게 저항을 줄이기 위해 2가지 기술을 사용하고 있습니다. 첫 번째는 진공 자기부상열차 기술로 튜브 속을 거의 진공에 가까운 상태로 유지하여 자기력만으로 열차가 움직일 수 있도록 하는 것입니다. 두 번째 기술은 강한 공기압을 통해 차량을 밀어내는 것입니다.
▲ 내진 설계된 하이퍼루프 기둥(출처: http://www.theverge.com/)
하이퍼루프는 기존의 열차와 외관적으로는 비슷해 보일 수 있으나, 작동 방식에는 큰 차이가 있습니다. 하이퍼루프는 자기장을 이용해 추진력을 얻고, 바닥으로 공기를 분사시켜 마찰력을 줄이는 방법을 사용하고 있습니다. 또한 여기에 필요한 전력은 진공 튜브 위에 설치한 태양전지판에서 공급을 받게 됩니다. 열차가 지나가는 지상 튜브는 30m 간격으로 내진 설계된 기둥으로 받쳐 열차의 속도를 견뎌내도록 하였습니다.
실제 주행시험 성공한 #미국
▲ 주행 시험을 성공한 미국(출처: http://www.theverge.com/)
시속 1,200km에 달하는 속도, 진공 튜브 등 하이퍼루프에 관련된 이야기들은 왠지 먼 미래에서나 가능할 것처럼 느껴집니다. 그러나 미국은 네바다 주 사막에 있는 시험 노선에서 5월 첫 주행 시험을 통해 1.1초 만에 시속 187km를 돌파하는 데 성공하였습니다. 최고 속도는 시속 483km를 기록하였는데요. 이미 미국은 시험용 객차를 만드는 등 본격적으로 하이퍼루프 개발을 진행하고 있습니다. 또한 미국은 하이퍼루프 개발에 이용되는 모든 기술을 오픈 소스로 공개하여, 하이퍼루프에 관심 있는 전문가와 기업들이 참여하여 기술을 함께 발전시켜나갈 수 있는 기회를 열어놓고 있습니다.
▲ 하이퍼루프 공장(출처: https://hyperloop-one.com/)
단순히 연구에만 그치는 것이 아니라, 이미 초음속 자기부상열차 하이퍼루프의 제조공장이 문을 열었습니다. 하이퍼루프 원이 미국 라스베이거스에 하이퍼루프 공장을 오픈한 것인데요. 약 9,750㎡ 규모의 공장에는 엔지니어, 기계공, 용접공 등을 포함한 170여 명의 직원이 배치되어 있습니다. 이곳에서는 내년 시험 예정인 하이퍼루프 프로토타입의 구성요소를 테스트하고 생산시스템 구축을 통해 하이퍼루프의 상용화를 앞당길 계획입니다. 롭 로이드 하이퍼루프 원 최고경영자는 2019년까지 화물운송을 상용화하고, 2022년까지는 승객운송까지 상용화 가능할 것이라고 전망하고 있습니다.
하이퍼루프 기술의 원조 #대한민국
▲ 한국형 하이퍼루프(출처: 울산과학기술원, http://news.unist.ac.kr/)
2011년 10월 한국철도기술 김동현 연구원은 실물 크기를 52분의 1로 줄일 모형 열차를 시속 700km로 달리게 하는 데 성공을 했습니다. 물론 모형 열차였지만, 하이퍼루프의 가능성을 확인한 세계 첫 시도였습니다. 이런 기술을 바탕으로 우리나라도 하이퍼루프 관련 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 울산과학기술원이 한국철도기술연구원, 한국기계연구원 등 국내 연구기관과 공동으로 하이퍼루프를 개발하기 위해 지속적으로 연구를 하고 있습니다. 육중한 열차를 레일 위에 띄워 빠른 속도로 운행하기 위한 추진 기술을 고효율 공기압축기 개발을 통해 완성하려는 계획을 가지고 있는데요. 완전하지 못한 터널 속 진공 상태를 공기압축기를 사용하여 공기를 빨아들이고 열차 뒤로 분출하는 것을 통해 더 큰 추진력을 발생시키는 원리입니다. 미국처럼 대규모 연구는 어려움이 있기 때문에, 핵심 기술을 확보하여 국제 시장에서 경쟁력을 갖추는 전략을 취하고 있습니다.
하이퍼루프는 기존의 고속철도에 비해 저렴하고, 더 빠르며, 편리하고, 날씨나 지진과 같은 외부환경의 영향을 받지 않으며, 지속적인 동력으로 운행이 가능하다는 다양한 장점을 가지고 있습니다. 특히 태양광으로 에너지를 만들어 지속할 수 있는 자가발전이 가능하여 에너지 문제까지 해결할 수 있다는 점에서 이목이 집중되고 있는데요. 앞으로 풀어야 할 안정성과 기술력의 보완을 통해 서울에서 부산까지 16분 만에 이동 가능한 한국형 하이퍼루프를 빨리 만나볼 수 있기를 기대해봅니다.
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