[뉴스스페이스=이종화 기자] 우주왕복선의 외형을 보면 공통점이 있다. 앞머리와 바닥에 검은색 타일이 잔뜩 붙어있다. 이 검은 타일은 우주왕복선이 지구 밖으로 나갔다가 들어올 때 대기 마찰이 너무 심해서 불 탈 수 있는 것을 막기위해 우주선이 불타지 않도록 잔뜩 붙인 방열소재의 특수물질이다.
이는 우주왕복선이 대기권 재진입시 과열되어 폭발하지 않게 해주는 내열 시스템(Space Shuttle thermal protection system, SS-TPS)의 일종으로 현재 가장 우수한 특수 물질이 바로 PICA(Phenolic Impregnated Carbon Ablator)다.
미국은 삭마형 열방호시스템(TPS, Thermal Protection System)을 활용해 지금까지 많은 우주탐사 임무를 수행해왔다. 과거에는 Avcoat, SLA-561V, 등이 사용돼 왔으나 현재는 PICA가 대표적인 소재다. 그러나 최근 PICA의 재료공급문제로 새로운 대안이 필요하자, 그 대안으로 라이오셀(Lyocell) 계열의 PICA-D가 개발됐다.
PICA는 우주선 개발에 쓰인 첨단 기술 중 하나다. 이 첨단 기술은 우주선이 지구로 돌아올 때 엄청나게 빠른 속도로 운행하다보니 공기와 마찰해 생기는 섭씨 1650도, 화씨 3000도의 온도를 견딜 수 있게 해주는 신소재다. 부차적 목적은 우주공간에서의 극저온과 태양빛을 받을 때의 고온을 견디는 것이다.
지구 궤도를 돌 때 우주선은 보통 초속 7-12km(마하 20.58-35.29)의 속도로 움직인다. 이 속도를 줄이기 위해 대기권 진입 각도를 조정하는데 이 과정에 우주선 표면은 엄청난 충격과 열을 받게 된다. 대기권 재진입 각도가 낮으면 대기권을 뚫지 못하고 그냥 튕겨 나간다. 반대로 진입 각도가 높으면 마찰이 커 속도가 너무 느려지거나 과열돼 추락한다.
진입 속도가 초속 8km(마하 23.52) 정도인 미국 우주왕복선은 1500°C 정도의 열이 발생하고, 초속 12km(마하 35.29)의 속도로 지상을 향하는 귀환 캡슐의 온도는 무려 1만°C까지 올라간다. 2003년 2월 1일, 컬럼비아 우주왕복선이 28번째 임무를 마치고 텍사스주 상공에서 대기권 진입 도중 내열타일이 일부 떨어져 나갔으며, 곧 과열로 폭발했다.
PICA는 미국 우주항공분야에서 가장 많이 쓰고 있으며, 성분과 비법은 극비사항이다. "PICA를 못 만들면 우주왕복선을 못 만든다"라는 말이 있을 정도로 PICA가 없다면 우주왕복선을 만들지도, 우주를 다녀 올 수도 없는 셈이다. 일반적으로 세계 천문학자들은 대부분의 정보를 공유하고 공개한다.
하지만 PICA같은 기술은 고도의 방산, 국방기술에 해당되기 때문에 당연히 국가 기밀로 취급되어 그 비결을 꽁꽁 감추는 것이다. 미국 역시 자원과 기술을 독점하고 싶은 것이다. 게다가 우주 왕복선이나 인공위성을 싣는 로켓은 언제라도 미사일만 탑재하면 강력한 무기도 될 수 있어서 공개를 꺼리는 것도 또 다른 이유다.
제2차 세계대전 전쟁에는 총이나 화약, 폭탄등 화기를 사용하는 열전(hot war)시대였다. 이후 너무나 많은 생명과 인프라의 파괴로 인해 '이제 무력전쟁은 그만하자'고 합의했다. 그래서 냉전(cold war)이란 단어가 아직 싸움이 덜 끝난 냉랭한 분위기를 뜻했으나, 이후 열전(hot war)에 대비되는, 화기를 사용하지 않는 또 다른 종류의 전쟁, 냉전(cold war)이라는 뜻도 담고 있다. 냉전시대에는 생화학무기를 사용하는 화학전, 인터넷과 해킹등의 정보전에 이어 우주전쟁도 그 중 하나다. 소련은 1950년대에 이미 최초의 인공위성 스푸트니크호를 쏘아올리고, 미국은 소련의 뒤를 따라가는 상황이었다. 그래서 미국은 달에 사람을 태워보내겠다는 목표를 세웠고, 그것이 닐 암스트롱의 달 탐사로 이어졌다.
우주항공 전문가는 "점점 전쟁용 무기기술도 개발이 많이 되어서 나중에는 서로 다른 대륙까지 아주 멀리, 미사일을 보낼 수 있는 기술의 막바지에 이르렀다"면서 "아군은 아주 멀리 안전한 곳에 있고, 아주 멀리 있는 적군의 국가를 태평양 너머로도 타격할 수 있게 만든 것. 이런 기술을 갖고 있다고 다른 나라가 섣불리 공격하지 못하도록 힘을 과시하고 싶어 나온게 바로 인공위성이다"고 설명했다.
