NASA의 신형 엔진 "X3"가 최근 실시 된 가동 시험에서 신기록을 수립했다고 한다. 이 엔진 기술은 화성에 유인 비행에 이용 될지도 모른다.
X3는 홀 효과 추진기의 일종으로, 이온 스트림으로 선체를 가속시킨다. NASA에 따르면, 그 추진력은 화학 로켓의 그것을 초과한다.
화학 로켓의 한계 속도는 초속 5킬로미터 정도이지만, 홀 효과 추진기를 이용하면 초당 40km까지 가속 시킬 수 있다.
- 이온 추진 엔진의 장점
이러한 가속은, 가까운 미래에 도전하게 될 화성에 유인 비행과 같은 장거리 우주 비행에 위력을 발휘한다. 사실, 개발 팀의 리더는 향후 20년 안에 화성 유인 비행에 이온 추진 엔진이 사용되는 것을 염두에 두고있다.
이온 추진 엔진은 화학 로켓보다 효율면에서도 뛰어난 만큼, 우주 비행사와 시설을 계속 적은 연료로 멀리까지 운반 할 수있다. 개발 팀을 이끄는 미국 미시간 대학의 알렉 가리모아(Alec Gallimore) 박사에 따르면, 같은 양의 연료로 10배의 거리를 비행 할 수있다고 한다.
- 최근 시험에서 최고 기록을 낸 이온 추진기 X3
최근 실시 된 시험 운전에서는, X3는 100kW 이상의 출력으로 이동하고, 5.4 뉴턴의 추진력을 발생시키는데 성공했다. 이온 추진기로 지금까지의 최고 기록이다. 또한 최대 출력 동작 전류의 점에서도 신기록이다.
또한 현재 제한도 있다. 화학 로켓에 비하면, 매우 작은 추진력 밖에 발생하지 않는다. 따라서 기존의 로켓과 같은 수준의 가속에 도달하려면 상당한 시간이 걸릴 것으로, 발사에는 적합하지 않다.
X3에서는 이 문제의 완화를 도모, 여러 플라즈마 채널이 이용되고 있다. 하지만 어려운 것은 엔진에 충분한 파워를 발휘하면서도 본체를 컴팩트하게 유지하는 것이다. 대부분의 홀 효과 추진기는 연구소 내에서 상당히 편하게 휴대 할 수있지만, X3의 경우 크레인이 필요한 크기다.
2018년에는 우주 공간에서 100시간 연속 가동 실험이 계획된다.
또한 플라즈마에 의한 추진기의 손상을 방지하는 차폐 시스템도 개발 중이다. 이것이 완성되면 수명 시간이 훨씬 늘어나, 몇년 동안 실행할 수 있게될지도 모른다.
- 우주 여행의 새로운 기술
이온 추진 엔진 이외에도 우주 여행의 새로운 기술들을 제안하고 있다. 그러나 화학 연료를 사용한 장치의 단점은 우주에 갈 때 연료를 탑재해야 한다는 것이다. 그러면 무게가 증가하게 되어 더욱 발사에 필요한 연료가 늘어나는 악순환에 빠져 버린다.
예를 들어 바서 드럼 제트(항성 간 램제트)가 제창되고 있다. 이것은 핵융합 로켓의 일종으로, 우주 공간에 떠도는 수소 분자를 거대한 자기장(램 스쿠프)에 모아 이를 연료로 사용하는 것이다. 이론적으로 광속에 접근하면 된다.
또한 워프와 같은 광속을 넘는 항법을 상상하는 사람도 있을 것이다. 일반 상대성 이론은 빛의 속도를 초과하는 속도는 불가능하다고 설명한다. 그런데 앞뒤로 시공을 신축 할 수 있다면 사실상 광속을 넘는 이동도 가능하게된다. 하지만 불행히도, 현재 이를 수 있을 것 같은 기술은 눈에 띄지 않는다.
