가능한 우주 엘리베이터의 이미지, 사진 제공: NASA
이곳 UT에서는 우주 엘리베이터의 개념을 설명하는 몇 가지 이야기를 가지고 있습니다. 그들은 물체를 지구에서 우주로 더 쉽게 가져올 수 있도록 설계되었습니다.
지금까지는 기술적으로나 경제적으로 실현 불가능한 것으로 입증되었는데, 그 이유는 구조물을 수동적으로 지탱할 수 있을 만큼 충분히 강한 재료가 없고 능동적으로 지탱하기에는 너무 에너지 집약적이기 때문입니다.
그러나 달과 같은 다른 행성에서 더 실용적일 수 있습니다. 하지만 더 멀리 떨어진 세계의 경우는 어떨까요? 콜로라도 스프링스에 있는 콜로라도 대학교의 학생 팀은 세레스(Ceres)에서 우주 엘리베이터의 사용 사례를 살펴보고 기존 기술로도 가능하다는 것을 발견했습니다.
이번 연구 결과는 학술지 '2024 Regional Student Conferences'에 게재되었습니다.
왜 사람들이 세레스에 우주 엘리베이터를 설치하기를 원하는지 논의하기 전에, 먼저 그것을 가능하게 할 기술을 검토해 보겠습니다. 모든 우주 엘리베이터 설계에는 앵커, 밧줄 및 균형추의 세 가지 구성 요소가 있습니다. 각각 고유한 기술이 필요합니다.
앵커는 충분히 간단합니다. 시스템이 Ceres와 인터페이스하는 방식입니다. Ceres의 표면은 주로 점토로 만들어져 고정 기술에 상대적으로 적합합니다. 운 좋게도 앵커가 견뎌야 하는 힘은 약 300N에 불과하며, 이는 Ceres의 작은 질량을 감안할 때 지구에 가해지는 힘보다 훨씬 낮습니다.
최대 500N의 힘 저항을 제공할 수 있는 다른 임무를 위한 소행성 고정 기술이 이미 있었기 때문에 세레스에 닻을 내리는 것은 실질적인 도전이 되지 않을 것입니다.
밧줄은 이 기술이 지구에서 부족한 부분으로, 과학계에 알려진 어떤 물질도 지구에 묶여 있을 때 수동적으로 제어되는 우주 엘리베이터의 밧줄에 가해지는 힘을 견딜 수 없습니다. 그러나 우리가 올 수 있는 가장 가까운 것, 우주 엘리베이터 애호가들이 거의 성배라고 언급하는 것은 탄소 나노튜브입니다.
세레스(Ceres)의 우주 엘리베이터 분석에서 그들은 다시 한 번 앞서 나갔습니다. 그러나 실제로 긴 밧줄을 물리적으로 만드는 것의 한계는 여전히 Ceres의 모든 우주 엘리베이터 설계를 괴롭힐 것입니다.
균형추는 큰 덩어리이기 때문에 훨씬 간단합니다. 그러나 그 질량은 필요한 케이블 길이에 비례하며, 질량이 무거울수록 케이블이 짧아집니다. 따라서 더 무거운 균형추와 더 짧은 케이블 사이의 절충은 이러한 시스템을 고려할 때 또 다른 설계 고려 사항입니다.
팀의 계산에 따르면 조금만 더 기술을 개발하면 세 가지 주요 시스템 모두 Ceres 자체에 설치할 수 있습니다. 그러나 어떤 장점이 있습니까? 소행성대 내의 다른 소행성에 접근하기 위한 발판으로 도움이 될 수 있습니다.
세레스는 또한 상대적으로 표면 가까이에 물을 가지고 있어 로켓 연료 또는 생물학적 시스템으로 모든 종류의 인간 탐사에 도움이 됩니다. 또한 목성을 중력 보조로 사용하여 지구로 빠르게 귀환할 수 있는 좋은 위치에 있습니다.
그러나 이러한 이점을 제공하기 전에 누군가는 비용을 지불해야 합니다. 이 시스템의 전체 비용은 약 52억 달러로 추산되며, 이는 대규모 우주 탐사 프로젝트의 범위를 크게 벗어나지 않습니다. 그러나 대부분의 국가가 아직 그 이점이 입증되지 않은 대규모 인프라 프로젝트에 기꺼이 참여할 가능성이 높습니다.
따라서 현재로서는 모든 우주 엘리베이터는 공상 과학 소설의 영역으로 남을 것입니다. 그러나 이와 같은 연구와 다른 지속적인 기술 개선은 우리가 궁극적으로 그 미래로 나아가는 방법입니다. 세레스의 우주 엘리베이터든, 달이든, 다른 새로운 발사 기술이든, 언젠가 인간은 죽은 생물체를 태우는 것보다 지구를 벗어날 수 있는 더 나은 방법이 필요하게 될 것입니다. 바라건대, 그 날이 더 늦지 않게 빨리 올 것을 기대합니다.
이상의 기사는 2024년 9월 10일 Phys.org에 게재된 “Using a space elevator to get resources from Ceres”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Using a space elevator to get resources from Ceres (phys.org)
* 추가정보 출처 : Analyzing the Potential of Space Elevator Technology for Sustainable Asteroid Mining | AIAA Regional Student Conferences
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