출처 : 아이작 아서 - 달 산업화

https://www.youtube.com/watch?v=bGcvv3683Os

태양계 진출의 전초로서 달을 식민화할 방법을 알아봅시다.

시작은 한 사람의 작은 발걸음이었지만 전 인류의 산업기지로 결실을 맺을 것입니다.

오늘은 달에 소규모 기지가 아니라 진짜 식민지를 세워 봅니다.

먼저 그 이유부터 짚고 넘어가겠습니다.

오늘의 주제는 달의 산업화, 특히 수천 수백만 명을 동원하여 식민화해야 할 이유입니다.

깃발만 꽂고 오는 것이 아닙니다.

우주탐사의 역사에서 달은 특이한 위치를 차지합니다.

사람이 유일하게 가본 지구 밖 천체이지만 50년이 지나도록 10여명 밖에 가보지 못했습니다.

달은 아시아를 제외한 어떤 대륙보다 표면적이 넓습니다.

10여명으로 탐험하기엔 너무 넓죠.

달의 풍경은 잘 떠오르지 않습니다.

크레이터가 널린 회색 사막 정도인데, 틀리진 않습니다.

하지만 크레이터는 작게는 현미경 크기에서 크게는 웬만한 나라가 들어갈 정도입니다.

마리아나 해구보다도 깊고요.

한 나라를 삼킬 만하고 에베레스트 산보다 깊은 크레이터는 우리가 보통 떠올리지 않죠.

달의 용암동굴에 대해 들어보셨나요?

지면 근처에 파인 통로입니다.

다양한 규모로 존재하며, 중력이 낮아서 매우 거대해질 수 있죠.

지렁이나 두더지가 만든 굴이 아니고 "듄"의 모래벌레가 팠을 만한 동굴입니다.

폭이 500미터, 길이가 수 킬로미터인 용암동굴도 있다고 생각됩니다.

큰 대도시 권역이나, 웬만한 나라를 수용할 만한 크레이터가 수십개입니다.

지붕을 덮으면 폐쇄 생태계를 스스로 형성할 만한 크기죠.

중력이 낮아서 돔을 통째로 만들기도 쉽고요.

"생명유지" 에피소드에서도 말했지만 벽면이 깨져도 공기가 그렇게 빨리 새어나가진 않습니다.

최첨단 자가복구 기능이 없어도 문제없이 수리할 수 있죠.

하지만 잊지 마세요.

편리하게 지붕을 씌울 수 있는 크레이터는 그만한 충돌이 있었다는 증거입니다.

큰 충돌이 흔하진 않지만 달은 대기가 희박하여 작은 운석도 그대로 내려꽂힙니다.

콩알만한 운석이 꽤 자주 떨어지겠죠.

그걸 맞고 죽을 확률은 번개에 맞을 확률보단 낮겠지만요.

튼튼하거나 자가복구 가능한 돔을 만들 능력이 없다면 지하 용암동굴이 훨씬 낫습니다.

달의 밤낮 주기는 한 달이고 유해방사선을 걸러줄 대기가 없습니다.

어쨌든 인공조명이 필요하죠.

가늘고 길게 뻗은 용암동굴 주위에 재미있는 형태의 식민지가 생기겠네요.

강과 도로 주변에 마을이 생기듯이요.

이러한 달의 지형은 흥미롭지만 유인탐사를 계속할 동기로는 부족합니다.

영구 기지를 세우는 것은 고사하고요.

돈은 많이 들겠지만 기술적으론 지금도 가능합니다.

오늘의 주제는 그 다음 단계입니다.

순수한 과학 탐사 임무가 아니죠.

우주개발 능력을 증명하기 위한 과시 용도도 아닙니다.

그래서 달은 우주여행에서 특이한 위치를 차지합니다.

두 가지 방향을 결정할 계기가 되거든요.

첫째, 우주탐사를 로봇에만 맡길지 위험을 무릅쓰고 유인탐사를 계속할지 여부입니다.

둘째, 탐사 단계를 졸업하고 본격적인 개척을 시작할지 여부입니다.

행성과 위성을 테라포밍할 방법, 이들이나 궤도 거주시설에 성공적으로 정착할 방법을 이미 살펴봤습니다.

궁극적인 목표는 이미 알고 있습니다.

다른 별들로 뻗어나가서 황량한 외계행성들을 개척하고 지구 생태계를 전파하는 것입니다.

지구에만 있으면 위험합니다.

분산투자를 해야죠.

하지만 중간 과정은 대충 때우고 넘어가곤 합니다.

달에 수백만 명이 거주하며 일하게 만들 동기 말이죠.

모두들 달에 가고 싶어하고 기지와 식민지를 세우고 싶어하고 다른 별에 우주선을 보내서 개척하고 싶어합니다.

그런데 중간 과정이 없습니다.

1단계는 뭔지 알죠.

달에 다시 사람을 보내서 기지를 세운다.

3단계도 압니다.

달 식민지가 번창한다.

2단계는 그냥 물음표입니다.

심지어, 달은 그냥 건너뛰고 화성이나 소행성, 금성으로 직행하자는 말까지 나오는 실정입니다.

다른 곳도 당연히 개척해야 하지만 달은 우주 진출의 발판으로서 큰 잠재력이 있다고 봅니다.

그러려면 우리에게 실질적인 이득을 안겨줄 수 있어야 하죠.

우선 달의 장점을 생각해 봅시다.

달에 있지만 지구에 없는 것은?

달에 있지만 나머지 태양계에 없는 것은?

지구중심적 시각에서 보면 태양계에서 두드러지는 달의 장점은 '지구에 가깝다'는 것입니다.

거리가 1광초(약 30만km) 남짓입니다.

실시간 통신이 가능하죠.

통신 왕복에 2.6초가 걸리지만 단지 약간 불편한 정도입니다.

다른 천체들은 최소한 몇 광분 떨어져 있고, 거리가 변합니다.

금성이 다음 순위인데 가까우면 3800만km, 2광분입니다.

멀어지면 2억 6100만km, 15광분이죠.

화성과 수성은 더 멉니다.

가장 가까운 이웃들이 이 정도죠.

1G로 끊임없이 가속할 수 있는 추진기를 탑재한 우주선은 지구와 똑같은 체감 중력을 제공하며 달까지 4시간 안짝에 도착합니다.

지구의 웬만한 여객기 항로보다 짧네요.

최고 속도는 초속 63km죠.

빠르긴 해도 최신 우주선에 비하면 엄청나진 않습니다.

핵추진 또는 금속수소 엔진으로 실현할 수 있는 수준이죠.

이 속도면 화성까지는 4시간이 아니라 40일이 걸립니다.

1G를 꾸준히 내는 추진기면 1주일이 걸립니다.

핵융합이 필요할 겁니다.

태양계에서 돋보이는 달의 장점이 또 있을까요?

대기가 희박합니다만 다른 천체들도 그렇습니다.

가스행성 4개, 지구, 금성, 토성의 위성인 타이탄을 빼면요.

물론 지구 대기만 호흡 가능하므로 대기가 있어도 큰 장점은 아닙니다.

대기가 없으면 이륙에 유리합니다.

착륙에는 불리하죠.

공기저항을 이용한 제동이 안 되서 연료를 써서 감속해야 합니다.

태양계의 수백만 천체들이 다 같은 조건이죠.

또한 중력이 약해서 화물 수송이 훨씬 쉽습니다.

쉬운 정도가 아니죠.

달에서 지구 저궤도(고도 200 ~ 2000km)까지 38만km를 수송하는 것이 지구 표면에서 저궤도까지 수송하는 것보다 쉬울 정도입니다.

거리가 천분의 1도 안되는 데도요.

사실, 소행성에서 채굴해 와도 비슷한 연료로 수송 가능하지만 도착하기까지 몇 년은 걸리겠죠.

일반적으로 소행성의 풍부한 자원이 많이 거론됩니다.

사실상 보물창고나 다름없죠.

그런데 달은 지구 지각과 성분이 비슷합니다.

그래서 태양계 초창기에 작은 행성이 지구에 충돌했을 때 달이 생겨났다고 추측되죠.

우리에게 익숙한 자원이 꽤 많다는 뜻입니다.

규소, 산소, 알루미늄, 철이 많고 티타늄이 특히 풍부합니다.

크레이터 중 다수, 특히 극지방에 얼음이 있는 것 같습니다.

물은 태양계 내부에서 희귀하죠.

지구는 제외하고요.

크레이터 바닥에는 얼음만 있는 것이 아닙니다.

그토록 채굴하고 싶어하는 운석과 소행성이 충돌해서 만들어진 것이죠.

달에는 암흑면이 있는데, 어두워서 붙은 이름은 아닙니다.

반대쪽만큼 밝습니다.

달 뒷면이라 지구에서 안 보일 뿐이죠.

지구의 빛과 잡음이 차단되어 천문대를 세우기 딱 좋은 곳입니다.

달은 위험한 생물학 실험을 하기에도 좋습니다.

오염될 생태계가 없고 탈출해봤자 죽음 뿐이죠.

위험한 나노기술 실험에도 좋겠네요.

아까 크레이터나 용암동굴에 거주지를 세우는 얘기를 했는데, 수없이 널린 소형 저중력 천체를 테라포밍하는 기술을 실험하기에 딱 좋습니다.

화성이나 금성 테라포밍이 화제지만 태양계에는 채굴하고 정착할만한 소형 천체가 수천 개 널려 있습니다.

지구에서 먼 것이 문제죠.

달은 가까우므로 비상시에 긴급 원조가 가능합니다.

현지 조달이 불가능한 보급품도 금방 갖다줄 수 있죠.

다른 소행성과 위성들은 너무 멉니다.

액셀을 아무리 밟아도요.

달은 심우주 진출에 앞서 우리가 기술을 연마할 장소입니다.

심우주로 가면 재보급에 몇 달, 몇 년이 걸리고 통신에 몇 시간이 걸립니다.

태양계에서 1G 지속 추진이 가능한 우주선을 운용할 생각이라면 연료 확보가 중요합니다.

내부 태양계에서 중력이 약한 곳에는 수소가 귀합니다.

달의 얼음도 활용 가능하지만 헬륨-3도 있습니다.

핵융합의 원료이기도 하죠.

중수소, 삼중수소보다 핵융합반응을 일으키기 어렵지만 큰 차이는 없습니다.

또한 비중성자 핵융합이 가능합니다.

중성자를 거의 만들지 않죠.

특히 우주선에 쓰기 좋습니다.

엔진이 작아지고 방사선 차폐가 덜 필요하니까요.

핵융합이나 헬륨-3을 빼더라도 달은 풍부한 연료 공급처입니다.

핵융합이 아니더라도 좋은 추진제인 수소가 있고 인, 황, 알루미늄, 마그네슘이 많습니다.

산소는 더 풍부하고요.

또한 달에는 KREEP이 많습니다.

칼륨, 희토류, 인의 약자죠.

우라늄과 토륨도 풍부합니다.

저중력 생산시설의 이점도 결코 빼놓을 수 없습니다.

무중력도 장점이 있지만 저중력이 좋은 점은 익숙한 현상이 나타난다는 것입니다.

예를 들어 저중력 용광로에서도 무거운 소재가 가라앉죠.

지구에서는 비싸고 튼튼하게 세워야 하는 생산장비를 훨씬 가볍고 싸게 만들 수 있죠.

또, 악천후를 고려해서 건물을 튼튼하게 지을 필요가 없으므로 달에서는 건축비도 무척 저렴해집니다.

우주에서 바로 건설해도 되지만 달에서 거대 우주선이나 우주정거장을 만들어 궤도로 쉽게 끌어올릴 수 있습니다.

달 경제의 근간이 보이기 시작하네요.

물론 관광 및 과학 연구도 좋은 부수입이 됩니다.

크레이터에 잠자는 금속 자원도 풍부하고요.

하지만 진정한 가치는 지구에도 있는 그 자원을 달에서 지구 근처로 수송하기가 지구 표면에서 올리는 것보다 훨씬 더 쉽다는 것이죠.

건설 원자재와 연료가 달 경제의 원동력입니다.

지구를 도는 거대한 창고 같습니다.

태양계 진출을 돕는 데 딱 좋은 입지조건이죠.

달은 우주로의 관문으로 거론되는데 곧 잊혀지기 십상입니다.

태양계나 외계의 행성 테라포밍을 논할 때 달은 그냥 식민지가 있겠지 하는 정도로 넘어갑니다.

한때는 중요했지만 이젠 쓸모가 없다는 식이죠.

지구에서 화물을 값싸게 실어올리는 방법을 많이 살펴보았습니다.

달에서 수입할 필요가 없도록요.

하지만 이 모든 방법을 달에서 더 잘 써먹을 수 있죠.

달에는 매스 드라이버, 스카이훅, 우주 엘리베이터를 만들기가 아주 쉽습니다.

회전식 스카이훅, 즉 로터베이터는 궤도 바로 밑에서 회전하며 화물을 땅에서 낚아채 궤도로 올립니다.

지구에 내려놓을 수도 있고요.

달의 자전은 한 달입니다.

지구보다 훨씬 느리므로 우주 엘리베이터가 더 길어야 하지만 초강력 소재가 불필요합니다.

지금 기술로도 만들 수 있죠.

중력이 낮고 바람이 없어서 높은 건물을 쉽게 세웁니다.

저중력은 굴착과 채광에도 유리하죠.

진공터널도 불필요합니다.

훨씬 저렴한 그냥 철도만 사용해도 충분한 이륙 속도가 나옵니다.

이 모든 기술로 지구로 수송하는 비용을 지구 자체보다도 낮출 수 있죠.

지구를 자꾸 강조하는 이유가 뭘까요?

지구를 벗어나려고 달을 이용하는 것 아니었나요?

반은 맞습니다.

우리는 우주 진출의 동기를 새로운 거주지 확보에서 찾곤 합니다.

빈곤이나 생태계 파괴를 막으면서 인구를 늘리기 위해서죠.

인구를 늘리면서도 환경을 지키고 빈곤을 막는 기술은 당연히 바람직한 것입니다.

가끔 반대하는 사람도 있는데 좀 이해가 안되죠.

현재의 단계와, 본격적인 카르다쇼프 2단계인 다이슨 스웜 사이에 중간 단계가 있습니다.

적당한 용어가 없어서 행성 구름, 지구 구름이라고 부릅니다.

지구 주위에 회전식 거주시설을 지어서 거주 공간을 늘리는 단계죠.

다이슨 스웜과의 차이는 거주 공간의 규모도 작지만 훨씬 좁게 밀집되어 있다는 것입니다.

회전식 거주시설은 이 채널에서 자주 등장합니다.

기후, 낮의 길이, 중력 등을 원하는 대로 맞출 수 있죠.

행성에서는 낮을 짧게 하거나 중력을 늘리기가 엄청나게 어렵습니다.

또한 거주 면적당 필요한 자재가 행성보다 훨씬 적죠.

예를 들어 달을 분해하여 100미터짜리 판재로 만들어 원통형 거주시설을 만들면 2200억 평방km가 되는데, 지구 표면적의 500배에 달하며 거주 가능한 육지 면적의 수천 배입니다.

"오닐 실린더" 거주시설이 수억 개 만들어지겠죠.

지구 근처에 이들을 수용할 공간은 충분하고도 남습니다.

실시간 통신이 가능하도록 몇 광초 범위로 제한하고 서로 부딪히거나 햇빛을 가리지 않게 충분히 퍼뜨려도 말이죠.

야심찬 계획 같나요?

하지만 우리는 지금까지 별을 분해해서 연료를 얻거나 별이나 태양계, 은하를 옮기는 것도 다뤘습니다.

거기에 비해 행성 구름을 만드는 난이도는 10점 만점에 3점 정도입니다.

최고 난이도 10점은 반경 10억 광년 이내의 은하를 모두 뭉쳐 우주의 팽창을 견뎌낼 고중력 지대를 만드는 것입니다.

광속 돌파 없이 현대 물리학만 이용해서요.

저희 채널이 이렇습니다.

사람이 살 만큼 큰 콜라 캔을 많이 만들어서 궤도에 올리는 것 쯤은 문제가 아니죠.

지구 근처 우주에서 살고 싶어하는 사람들이 모일 때마다 하나씩 만들면 됩니다.

물론 많은 자재가 필요합니다.

그 중에 작은 놈 하나만 쳐도 인류가 지금까지 쏘아올린 모든 우주선을 더한 것보다 훨씬 크죠.

저렴한 지구 탈출 방법을 많이 논의했지만 경제성은 고사하고 이런 대규모 수송은 감당하지 못합니다.

지구에서는 어림도 없죠.

"위를 향한 도전" 시리즈에서 다룬 오비탈링 (궤도환)으로도 안 됩니다.

값싼 대량 수송의 끝판왕인데도요.

이것이 바로 달 식민화와 산업화의 수익원입니다.

심우주 식민지 개척과 과학 연구를 제외하고요.

지구 주위의 인프라와 거주 공간을 달에서 채굴하고 제작하면 됩니다.

수십, 수백조 명의 인구가 지구 가까이서 편안히 살 수 있도록요.

지구에서 만들려면 온통 공장시설로 덮어야겠죠.

단계별로 차근차근 만들면 됩니다.

자동화의 발전과 색다른 작업 환경을 고려하면 오닐 실린더 하나를 만드는 데 필요한 인력은 대충 짐작하기도 어렵네요.

그래도 여러모로 계산해 봤습니다.

강철, 알루미늄, 티타늄 등 원자재 시세까지 고려해서요.

대략, 백만 명이 1년을 일하면 하나 분량의 건설 자재가 마련됩니다.

자동화가 훨씬 발전할 것이므로 부대 산업과 서비스까지 치면 달에서 백만 명이 1년에 하나를 만들 수 있습니다.

지질학적 시간 안에 행성 구름을 실현하고 싶다면 동시에 여러 개를 만들어야 합니다.

조립에는 10년 정도 걸려도 대량생산이 본격화되면 한 번에 천 개씩 만들 수 있겠죠.

이 정도 부가가치라면 달에서 억 단위는 아니어도 수백만 명을 부양할 수 있습니다.

상상해 보세요.

1조의 인구와 천 년의 역사를 가진 지구 세계도시가 1년에 10억 이상 인구를 늘립니다.

10억 명의 근로자가 그 거주시설을 만들고요.

카르다쇼프 2, 3단계는 고사하고 1단계만 논하려고 해도 숫자가 커져서 어질어질합니다.

최소한 수백 년 후의 상황이죠.

초창기 달 식민지는 천 명 정도 규모일 겁니다.

수천 명 까지 규모를 늘리려고 노력하고 있습니다.

모든 것은 단계를 밟아야 합니다.

달의 초거대 식민지를 제시한 이유는 장기적인 대규모 산업기지로서의 가능성을 보이기 위함입니다.

우주 진출의 발판에 그치지 않고 지구 경제에 직결될 수 있죠.

과학 탐사용 연료나 원자재를 공급하는 소규모 기지를 넘어선 달의 본격적인 산업화가 1, 2백년 내에 실현될 수 있습니다.