2-13. 초고속추진로켓 연구
 
오늘날 인간이 만들어낸 우주선의 최고속도는 초속 30 킬로미터 수준이다. 음속의 100 배에 가까운 엄청난 속도이지만 광속 초속 30만 킬로미터의 만 분의 1에 불과한 굼벵이 속도다. 더 빠른 우주선은 만들 수는 없을까? 원자력, 핵융합, 플라즈마 로켓 같은 여러 가지 추진로켓들이 연구되고 있다.

우선 핵분열을 이용하는 원자력 로켓이다. 로켓에서 소형 핵폭탄을 1초 간격으로 연속적으로 폭발시키고 이 힘으로 우주선을 추진시킨다면 이론적으로 초속 12,800 킬로미터, 음속의 3만 7천 배라는 상상을 초월하는 초고속 추진이 가능하단다. 광속 초속 30만 킬로미터에 비하면 아무것도 아니지만 오늘날의 우주선 속도의 370 배의 속도를 낼 수 있다. 이 속도라면 태양까지는 3시간 남짓, 화성까지는 한 나절, 명왕성까지는 130 시간, 닷새 남짓이면 날아갈 수 있다는 계산이 된다.

실제로 미국은 50년대에 “오리온 계획”으로 원자탄추진로켓 개발계획을 진행하였으나 너무 위험하다는 문제 때문에 1963년 소련과의 핵실험금지조약에 따라 중단되었고 그 후 우주천체조약에 따라 핵연료를 우주에 가지고 나갈 수 없게 되어 있다. 그런데 2017년 11월 중국은 핵추진에너지를 이용하는 우주탐사선을 2040년까지 개발하겠다는 계획을 발표하였다. 핵연료 추진로켓을 만들려면 엄청난 고열과 에너지에 견딜 수 있는 소재의 개발이 필수다. 중국이 과연 이러한 기술적인 난제를 해결하고 핵실험금지조약을 어기면서 과연 핵추진 우주선을 만들어낼 수 있을까?.

다음, 핵융합을 이용한 로켓이다. 핵융합반응로에서 나오는 플라즈마를 이용하여 추진력을 얻는다면 이론상으로 핵분열원자력추진력의 세 배가 넘는 시속 1억 6천만 킬로미터의 추진력을 얻을 수 있다. 즉, 태양까지 한 시간이면 충분히 도달할 수 있고 명왕성까지도 이틀이 안 되는 40시간이면 도달할 수 있는 속도가 된다. 또한 수소핵융합을 추진력으로 얻을 수 있다면 수소는 희박하게이지만 우주공간에 많기 때문에 우주공간을 날아가면서 연료(수소)를 공급 받을 수 있다는 이야기도 가능하게 된다. 그러나 핵융합반응으로 나오는 수백만도, 수천만도에 이르는 고온 때문에 로켓은커녕 핵융합로조차 만들어내지 못 하고 있는 것이 현실이다.

비교적 실현가능성이 높은 차세대 로켓은 자기(磁氣)플라즈마 로켓이라 할 수 있다. 헬륨가스 같은 기체를 전기자기력으로 이온화시켜 플라즈마 상태로 만들고 이 플라즈마를 초전도 자기장을 이용해 압축한 다음 1백만 도까지 가열하여 가열된 플라즈마가 노즐로 팽창되면서 발생하는 추진력을 얻는 방식이다. 핵융합이나 원자력 에너지 보다는 훨씬 못 하지만 이론상으로 기존 로켓보다 3, 4배 더 빠른 속도를 얻을 수 있어 화성까지 40일 정도면 날아갈 수 있다고 한다. 그러나 이 역시 지금으로서는 실험실 연구단계일 뿐이다.