• 한국인사이트연구소 김덕진 부소장

테슬라, 초고속 자기부상열차 개발 나서


* KBS1 라디오 <경제투데이>의 '궁금한 IT 트렌드' 코너에 출현한 내용입니다.

* 본 내용은 2016년 6월 6일 방송분입니다.

전기차분야에서 가장 핫한 테슬라, 회수가 가능한 우주선 연구에 성공한 스페이스 X에 이어 무려 시속 1200KM 의 열차를 만들겠다는 포부를 밝힌 일론머스크의 하이퍼루프가 최근 해외 및 IT 분야에서 화제인데요, 오늘은 이 하이퍼 루프에 대해 이야기해보겠습니다.

 

원석현 아나운서

하이퍼 루프 이게 뭔가요? 1200KM로 기차가 갈수있다는 것입니까?

김덕진 부소장

네. 말도 안될 것 같은 꿈의 교통수단을 현실화 시켜보겠다는 이 '하이퍼루프'라는 이동장치는 비행기보다 약 1.5배 빨라 꿈의 교통수단으로 불리고 있는데요. 물론 아직 현실화 된 것은 아니지만 본격적인 개발에 들어갔다는 소식이 있어 오늘 전해드리려고 합니다.

음속에 가까운 최대 시속 1224KM까지 이론상으로 달릴 수 있다는 이 ‘하이퍼루프(Hyperloop)’를 유럽의 국가인 슬로바키아에서 최근 수도 브라티슬라바와 오스트리아의 수도 빈, 헝가리 수도 부다페스트를 하이퍼루프로 연결하겠다는 계획을 공개하였는데요. 이를 위해 미국의 ‘하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT)’와 계약을 맺었습니다.

하이퍼루프 시스템을 처음 구상한 전기차 업체 테슬라의 일론 머스크는 지난 1월 말 개최한 ‘하이퍼루프 공모전’에서 우승한 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구팀과 함께 올해 8월 미국 캘리포니아에서 하이퍼루프 시스템 시운전을 진행하기로 했는데요. 전문가들 사이에서도 이것이 될 것이다 불가능하다 등 다양한 이야기가 오가고 있습니다.

하이퍼루프의 최대 시속은 1,300km 이상으로 예상되지만 전 구간을 이 속도로 이동하는 것은 아닙니다. 곡선 구간에서는 속도를 줄여야 하며, 평균 시속은 약 960km 정도로 예상되고 있습니다. 하지만 이 속도 역시 비행기의 평균시속인 900km보다 빠르다는 것이죠. 원래 하이퍼루프는 LA-샌프란시스코 구간을 30분 이하에 주파할 예정이었지만 지금 설계대로라면 35분 정도 걸릴 것으로 예상됩니다. 하지만 이 속도도 콩코드 여객기를 제외하고는 인류 역사상 가장 빠른 운송수단이 될 것임에 분명하다는 것입니다. ​

 

원석현 아나운서

그렇군요. 시속 1200KM라면 감이 안오는데요, 도대체 얼마나 빠른겁니까?

김덕진 부소장

서울에서 부산을 16분에 갈 수 있는 속도입니다.

그러니깐 이론상이긴 하지만 만약에 우리나라에 생긴다면 서울 부산 출퇴근시대가 올수도 있는 상상을 해볼 수 도 있을 듯 합니다.

슬로바키아 정부는 하이퍼루프 시스템 도입 계획을 발표하며 브라티슬라바에서 부다페스트까지 약 10분 내에, 브라티슬라바와 빈까지는 약 8분 만에 돌파할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

머스크도 LA에서 샌프란시스코까지 560km 떨어진 거리를 약 35분만에 주파할 수 있는 하이퍼루프 설계안을 최근 공개했답니다.

 

원석현 아나운서

앞서 말씀하신대로 우리에게는 체코-슬로바키아로 더 익숙했었던 독립국가인 슬로바키아에 이것을 세운다고 했는데 제작하는 업체는 미국업체란 말이죠. 이 하이퍼루프라는 기술은 어떻게 시작된 것인지 궁금해 지는데요?

김덕진 부소장

네 이 하이퍼루프가 시작된데에는 조금 재미있는 사연이 있습니다.

미국에서 LA-샌프란시스코간의 고속열차를 2030년까지 완공하겠다는 계획이 있었습니다.

하지만 기술이나 속도가 기존 열차와 차이 없었고, 2시간 30분 거리에 약 70조(약 600억 달라)의 예산이 들었습니다.

그러자 최근 스티브 잡스 만큼이나 추양받고 있는 인물인 일론 머스크(아이언맨의 모델. 배우가 일론 머스크를 생각하면서 캐릭터를 잡음) 가 에산의 "1/6 가격으로 음속돌파 열차 설계 해보겠다!"고 이야기를 하기 시작한것인데요,

이 일론 머스크는 거기서 그치지 않고 자기가 생각하는 컨셉과 설계도를 2013년 8월 회사 사이트에 공개하였습니다. 그러자 호기심 많은 투자자 & 연구자들의 참여 문의 쇄도했습니다.

그런데 여기서 재미있는 사실은 일론 머스크는 단순한 제안일뿐이지 실제로 개발할 생각은 많이 없었다고 합니다. 그런데 이 제안을 들은 오바마 대통령이 한번 만나서 이야기 해보자고 했고요, 무려 90분간 독대를 했다고 합니다.

워낙 다양한 일을 이미 하고 있는 일론머스크라 바빠서 할 생각 없었던거 같은데요 이후 이 내용들이 '구체화'되기 시작한 것이죠.

 

원석현 아나운서

놀라운데요, 그렇다면 이 하이퍼루프의 원리가 무엇입니까?

김덕진 부소장

여러 가지 설명이 있지만 간단하게만 설명드리면 자기부상 열차와 진공의 원리를 합친 일종의 “진공자기부상” 열차 라고 생각하시면 될 것 같습니다.

우리가 과학시간에 배웠지만 속도를 낼 때 가장 방해가 되는 것이 바로 “마찰” 과 “저항” 일텐데요, 이 두가지를 거의 없게 만들어서 최고의 속도를 내겠다는 것이 이 하이퍼루프의 기본 컨셉입니다.

비행기가 다른 교통수단보다 빠른 이유는 공기가 희박한 고도 7000m 이상에서 운항해 공기의 저항을 거의 받지 않고, 자동차나 열차의 바퀴가 도로나 레일과 접촉할 때 생기는 마찰 저항도 없기 때문인데요, 비행기처럼 공기의 저항과 마찰 저항을 없애기 위해 진공 터널 내에서 지상에서 살짝 띄운 상태로 운행하는 개념으로 기차를 만들겠다는 것이죠.

N극 S극 저항을 이용한 자기장의 힘으로 추진력을 얻어 달리는 원리인 자기부상열차는 표면과 바퀴의 마찰이 없기 떄문에 일단 속도를 내는데 기존 기차보다 유리합니다. 이 자기부상 열차는 국내에도 이미 있지 않습니까? 영종도 놀라운 사실중 하나인데 우리나라의 자기부상열차는 세계에서 3번째로 독자 개발한 열차입니다. (인천공항역 - 용유역 6.1km 구간운행) 현재 세계적으로도 독일기술로 운행중인 상하이 자기부상열차, (독일, 초고속 자기부상열차 1969년 실험 개시, 1987년 실험 성공 독일 기술로 운행 중인 '상하이 자기부상열차'가 세계 최초 상용화 사례) 그리고 일본의 시험철로에서 테스트 중인 리니어 신칸센 에 이어 세 번째로 운영되고 있는 것이 우리나라의 자기부상 열차입니다.

그런데 자기부상 열차의 원리만으로는 이 속도를 낼 수가 없겠죠. 역시 공기의 저항이나 마찰등 여러 가지 변수 때문에 너무 고속으로 달리면 자력이 제어가 되지 않아 기차가 튕겨나갈수도 잇기 때문인데요, 이러한 방해요소를 없애기 위해 만든 아이디어가 바로 “진공튜브” 형태입니다.

기차를 큰 튜브형 터널/즉 이들이 말하는 지름 3.5m 의 하이퍼루프에 넣고요 공기가 거의 없는 “아진공” 상태가 될수있게 공기를 모두 뺍니다.

그런후 우리가 총을 쏠 때, 공기의 압력으로 총알을 밀어내는 원리처럼 응축시킨 공기의 힘을 풀어 '팡' 치고 나가는 원리로 기차를 거의 쏘겠다 라는 것입니다.

즉, 이미 개발된 초고속형 자기부상 열차의 기술을 집합, 결합시키고요 거기에 하이퍼루프라는 관을 만들어서 관을 진공상태로 만든다는 것인데요, 자기부상 기술도 선로와 열차에 지금보다 훨씬 강력한 영구 자석을 부착해서 더욱 강력한 자기장 형성으로 전동차가 가속시키고요, 공기 저항을 최대화하면서 빠른 시속 및 안정성까지 확보하겠다는 것입니다.

거기에다가 또 한가지, 여기에 사용되는 에너지들을 친환경 에너지인 태양열을 사용하여 만들겠다는 것인데요, 하이퍼루프의 지붕에 태양광 패널을 설치하여 에너지를 모으겠다는 얘기입니다. 이얘기를 거꾸로 얘기하면 세계에서 가장 긴 600km 짜리 태양광 발전소가 생긴다는 의미인데요, 이를 통해 운송수단의 에너지 뿐만 아니라 남는 전력은 재판매하여 6~8년안에 투자비를 회수할 수 있을 것이라고 예상까지 하고 있습니다.

 

원석현 아나운서

어떻게 보면 놀라우면서도 아직까지도 '이게 말이 돼?'와 같은 생각이 들기도 하는데요, 이러한 기술에 대해 바라보는 시선들은 어떻습니까? 말도 안되는 기술에 투자하는 것이 아닌가 싶은 생각도 드는데요..

김덕진 부소장

네 현재로는 지금까지 이뤄놓은 기술들보다 앞으로 해결해야할 기술적 장벽들이 큰 것이 현실입니다. 이와 비슷하게 일본에서 리니어 신칸센 시험철로에서 공기가 거의 없는 아진공 환경에서 초고속 자기부상 열차 실험을 통해 603KM를 돌파하엿지만 상업운행 예정은 미정이고 계속 시험만 하고 있는 수준인데요, 왜냐면 이론상으로 고속을 낼 수 있다지만 안전성 문제등의 여러 가지 문제가 있습니다.

첫 번째는 기술 '제어'의 문제가 꾸준히 이슈입니다. 이를 제대로 제어하지 않으면, 튕겨나갈 수도 있기 때문입니다.

두 번째는 철도를 따로 깔아야 한다는 경제적 이슈인데요. 이러한 이유로 상용화는 더디게 진행되고 있습니다.

세 번째로, 하이퍼루프의 경우에는 진공상태의 터널을 유지해야하는데 균열이 생겼을 때 인간에게 미칠 영향이나 기차 자체의 영향등 여러 가지 문제들 때문에 한쪽에서는 현실성 없는 이상적 이론에 불과하다는 주장도 있습니다.

하지만 그럼에도 많은 사람들이 여기에 집중하고 실제적으로 연구 및 테스트에 들어가고 있는 이유는 아마도 “일론 머스크” 가 이러한 일을 하고 있기 때문이 아닐까 생각해 보는데요,

앞서도 잠깐 말씀드렷던 것처럼 아이언맨의 모티브가 됐다고 불릴 정도로 일론 머스크는 말도 안될 것 같은 다양한 프로젝트들을 진행해 왔고 지금도 진행하고 있습니다.

전기차의 새로운 시대를 열어가고 있는 테슬라는 이제 너무 유명해져서 많은 분들이 알고 계실테고요, 우주시대를 열고 2025년에 인간이 화성에 도달하게 만들겠다는 스페이스X 역시도 일론머스크의 프로젝트입니다. 여러번의 실패에도 계속적으로 로켓발사를 시도하여서 현재는 민간기업임에도 나사의 수주를 받아서 로켓을 만들고 있는 유밀무이한 케이스의 회사입니다.

그 외에도 태양광 산업인 솔라시티 등 어떻게 보면 전인류적인, 인류의 미래를 위한 여러 가지 프로젝트를 하고 있고 그것을 성공시켰기 때문에 이번 하이퍼루프도 많은 사람들이 참여하고 연구하고 만들어내는 것으로 보입니다.

또, 이 일론머스크의 대단한 점 중 하나가 자신이 만들 기술들을 혼자 독점하지 않고 공개한다는 것인데요, 테슬라 전기차와 관련된 다양한 기술을 푼 것도 놀라웠지만 이번 하이퍼루프는 아예 처음부터 지금까지 모든 기술을 오픈소스화 하고 있어서 새로운 기술에 도전하고 싶은 전세계 다양한 연구진들을 흥분시키고 있고요. 거기에 따라 일론머스크는 2015년에 대학생들을 대상으로 하이퍼루프 기술, 디자인 경진대회까지 진행을 했습니다.

 

원석현 아나운서

그렇군요 한 사람의 아이디어가 발전되어 이렇게 혁신적인 생각까지 이어지는 그 문화와 도전정신이 놀라울뿐입니다. '말도 안되는 소리야'라고 이야기하는 것이 아닌 혁신적인 아이디어가 받아들여지는 문화역시도 기술발전의 관건이 아닌가 생각해 보았습니다.

마지막으로 한 가지 더 궁금한 점이 있는데요.. 어떻게 보면 가장 근본적인 문제일 수도 있는데... 초고속에 진공상태라면 이거 사람이 타도 괜찮은 겁니까?

김덕진 부소장

네. 이 역시도 기술과 환경이 해결해야할 문제일 것 같은데요, 하이퍼루프의 승객들은 음속에 가까운 속도로 달리기 때문에 지포스(G-Force, 중력)의 압력을 견뎌야 합니다. 하이퍼루프의 개발자들은 하이퍼루프 승객들이 1G~5G의 중력을 받을 수 있다고 하는데, 이는 F1 드라이버만큼의 압력을 의미하는데요. 하지만 중력의 발생은 원심력 구간에서 주로 발생하므로 직선 구간에서는 크게 문제가 되지 않는다고 합니다. 즉 , 하이퍼루프의 성공 여부는 곡선 구간을 얼마나 피해서 땅을 매입하느냐 일테고요. 그렇기 때문에 하이퍼루프를 사람의 이동용 뿐만 아니라 넓은 미국이나 중국 같은 땅의 물류에 더 적절할 것 같다는 주장을 하는 사람들도 있습니다.

하지만 개발측에서는 자신감을 들어내고 있는데요. 완공시 1년에 1500만명을 수송할 수 있다면서 규모와 가격에 대한 이야기 역시도 한 것을 볼 수 있습니다.

하이퍼루프를 달릴 포드(Pods)에 탑승 가능한 예상 인원은 28명인데요. 고속버스보다 적은 인원이지만 정비 시간이 짧고, 잦은 운행이 가능하므로 비행기보다 많은 인원의 수송이 가능하다고 합니다.

초기 계획에는 포드를 30초마다 보낼 것으로 예상했다고 하는데, 일론 머스크의 계획대로라면 2022년부터 매년 1,500만 명의 승객이 이용 가능할 것으로 전망됩니다.

압권은 탑승비인데요. 일론머스크는 이동 비용이 5만원 이하로 충분하다고 자신했는데, 만약 예상대로라면 항공료 대비 5배 이상 저렴하고 고속버스, 고속철도보다 저렴하게 됩니다. 친환경 수단이면서 그 무엇보다도 빠른 수송기가 5만원대라니. 정말 현실에서 볼 수 있을지 앞으로 기술의 추이를 지켜봐야할 것 같습니다.​

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