서울에서 부산까지 20분만에 순간 이동하는 방법..

현대인들의 교통수단은 시대를 지날수록 점점 많이 빠르게 변화하였다. 과거에 가마에서 말타고 다니던 시대에서 이제는 20분만에 서울과 부산을 오고 갈 수 있다고 한다. 이른바 ‘ 하이퍼 루프 ‘라는 차세대교통수단이 발명되고 앞으로 상용화가 될 예정이라고 한다. 얼마전에 포스팅한 ’ 동남권 메가시티 플랫폼 ‘에도 하이퍼튜브라는 한국형 하이퍼루프를 시작으로 메가시티를 꿈꾼다고 밝혔다. 아무래도 동남권 지역의 이동거리를 생각하면 필요하다는 생각도 든다.

 

출처 : https://www.hankyung.com/politics/article/202101205910Y

 

 

 

1. 하이퍼루프란?

 

하이퍼루프는 사실 지금부터 약 8년전인 2013년 8월에 테슬라 CEO인 엘론 머스크가 스페이스X팀과 함께 처음 아이디어를 내는데서 개발의 시초가 되었다. 테슬라가 기술 개념의 기초가 되는 알파 문서(링크 hyperloop_alpha.pdf)를 오픈 소스(open sourced) 형식으로 공개한 후 업계와 학계의 주목을 받으며 여러 회사들의 활발한 참여와 기술 개발이 진행되고 있다. 하이퍼루프의 기본 개념은 완전히 밀폐된 터널식의 진공 튜브(Vaccum Tube) 안에서 팟(Pod)으로 불리우는 캡슐 형태의 고속 열차를 발사해 사람이나 물품을 실어 나르는 시스템이다.

 

 

*출처 :　엘론 머스크 알파 pdf 문서(hyperloop_alpha.pdf)

 

2. 하이퍼루프의 원리

하이퍼루프는 진공 상태에 가까운 튜브 속에서 차량을 살짝 띄워 운행을 한다.먼저, 기차 아래에 자석을 부착해 튜브 바닥에 자기장이 흐르도록 설계합니다.  자기부상열차랑 비슷한 원리라고 보면 된다. 그리고 기차 뒤쪽에 설치된 팬과 압축기를 이용해 터널 속 공기를 빨아들인 후 밑으로 분사해 기차를 공중에 띄운다. 자기장을 이용해 추진력을 얻고, 공기 분사로 마찰력을 최소화하여 엄청난 속도를 내는 것이라고 보면 된다.

또, 진공 터널 외벽에 태양광 패널을 설치하고, 주위에는 풍력 발전기를 설치해 필요한 전기를 공급할

예정이라고 밝혔다.

 

3. 하이퍼루프의 장점

1) 지구상에서 가장 빠른 교통수단

하이퍼루프는 최고 시속 1,200km를 낼 수 있다. 이 속도는 KTX열차의 시속 350km보다 약 3~4배 정도 빠른 속도다. 시속 1,200km면 서울에서 부산까지 15분 만에 갈 수 있는 속도다. 거의 그냥 순간이동하는 그런 느낌이지 않을까 싶다. 또한 로스앤젤레스에서 약 560km 떨어져 있는 샌프란시스코까지 35분 만에 주파 가능하며, 우리가 보통 이용하는 국제선의 평균 시속 900km도 앞지르는 수준이다. 군사용 항공기를 제외하면 교통수단 가운데 가장 빠르다고 할 수 있다.

2) 저렴한 비용

엘론 머스크는 하이퍼루프를 설치하는 데 60억 달러(한화 약 6조 5000억 원)의 비용이 소요될 것으로 전망하고 있다. 이 금액은 미국 정부가 발표한 샌프란시스코-로스앤젤레스 구간 고속철도 사업에 드는 비용(1천억 달러)과 비교했을 때 약 10분의 1 정도라고 보면 된다.

3) 친환경 태양열 에너지의 사용

하이퍼루프 가동에 필요한 전력은 하이퍼루프 외벽에 있는 태양열판에서 가져온다. 따라서 막대한 전력 소모를 줄여 비용 절감이 가능하며 지속 가능한 친환경 대체 에너지를 이용함으로써 환경 오염을 막고 지구 온난화도 사전에 예방할 수 있다.

4. 하이퍼루프의 단점

빠르고, 편리하고, 저렴하고, 지속적인 동력과 지진에 대한 내구성까지 갖춘 미래형 차세대 교통수단 하이퍼루프! 실로 완벽한 교통수단인 것은 사실이다. 하지만 그 안전성에 대해서는 아직 현실적인 몇 가지 의문이 남아 있다.

a. 튜브 파손 시의 대책

구조물의 일부가 파손되거나 붕괴한 경우 혹은 아예 구간이 무너져 버린 경우라면 겉으로 쉽게 알 수 있으니 그나마 사고 확인 즉시 대처가 바로 가능하다.그런데 만약 튜브의 일부가 휘거나 부속품 등이 튜브 내부에 떨어지거나 할 경우 초고속으로 운행하는 열차가 그것에 부딪혀 대형 참사로 번질 경우가 문제가 된다. 자기부상열차라면 작은 돌멩이 정도는 무시하고 지나갈 수 있지만 얇은 공기막 위를 날아가는 하이퍼루프 열차에게는 이 파편 문제가 치명적으로 작용할 수 있기 때문이다.

b. 승객 피로 및 응급상황 대비 문제

하이퍼루프 열차의 특성상 창문이 없기 때문에 승객들이 여행 내내 밀실공포증을 호소할 가능성이 높다. 비상정차를 한다고 해도 열차에서 내릴 수가 없으므로 어쨌든 역까지는 가야만 한다. 그렇지 않으면 아예 튜브를 철거해서 열차를 끄집어내야 하는데 그 사이에 승객의 상태가 돌이킬 수 없을 정도로 악화될 수도 있다. 특히 희박한 공기 속을 날아가기 때문에 질식 우려가 있을 수 밖에 앖디. 또한 여러 가지 상황을 고려하면 일단 사고가 발생하면 탑승객 전원 사망 같은 대형사고로 번질 가능성이 높다.

c. 곡선 주로 문제

곡선 주로를 어떻게 해결할 것이냐 역시 큰 난관이라고 생각한다. 최대 시속 1200km로 주행할 경우 회전운동에 의한 가속도가 너무 커지기 때문에 탑승객들이 견디기가 만만치 않다.

마찬가지로 곡선 주로에서의 진동이 걱정이 너무 되는 것은 사실이다 이러한 제반 문제를 해결하려면 사실상 거의 직선 주로로 건설돼야 하는데 국내 지형을 고려하면 쉽지 않은 문제다.

d. 열차의 분기 제어 문제

공기베어링을 형성해 날아가는 하이퍼루프 특성상 열차의 주위에 항상 일정한 두께의 공기막이 형성돼야 하므로 열차의 분기를 제어하기 위해서는 튜브 자체를 끊고 이어주는 고난도의 기술을 사용해야만 한다. 하지만 그 와중에 진공까지 유지해야 하므로 결코 쉽지 않은 문제다. 기존 공기 수송에서 사용하는 것처럼 유체의 흐름을 조절하여 다른 튜브로 열차를 쏘아 주어야 하니 상당히 까다롭겠지 않을까? 최소한 기존 열차에서 사용하는 분기 제어 방식은 사용할 수 없으니까 말이다.

e. 다이어 편성 문제

열차라고 부르기 민망한 1량짜리의 짧은 차량을 사용하며 탑승 가능한 승객 수에도 제한이 있기 때문에 기존 열차 시스템에서 사용하는 것보다 훨씬 정교하고 자동화된 제어가 필요하다고 한다. 특히 각 열차 속도가 1200km/h 이상이기 때문에 차량 간격을 유지하는 데 많은 어려움이 예상되는데요. 특히 앞차에 사고가 발생할 확률도 고려해서 나온 결론이다. 이론상으로는 30초에 한 대씩 출발할 수 있다고 한다. 단순히 빠르고 잦은 운행이 가능하다고 해서 다 좋은 것은 절대로 아니다.

f. 화장실이 없다.

기존 열차에는 화장실이 존재하는데 대부분의 하이퍼루프 열차는 공간 문제로 화장실과 이동통로 등이 생략되어 있는 경우가 많다고 한다. 그렇기 때문에 승객들의 생리현상을 해결하기가 애매하다는 문제점도 크다고 한다.

하이퍼루프 개발사인 하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT)의 계획을 보면 객실이 너무 좁고 화장실도 없는 등 교통의 기본 기능인 안락함이 결여돼 있다라고 주장하며 "화물 운송의 중요한 요소도 정시성이지 속도가 아니다"고 부정적인 견해를 내놓았다.

5. 하이퍼루프의 개발 세계적인 현황 및 한국의 현황

하이퍼루프의 개발은 전세계적으로 추진되고 있다. 하지만 실제 개발은 미국의 ‘하이퍼루프 원’이 주도하고 있다고 해도 과언이 아니다. 이 회사는 지난 5월, 네바다 사막에서 추진 시스템을 점검하기 위한 공개 테스트를 했었다.

가동 1.1초 만에 시속 187km로 가속하는 놀라운 추진력을 보여주었으며, 최고 속도는 무려 483km에 달했다고 한다.

튜브 안에서가 아닌 야외에서 이뤄진 실험이었지만 완성된 하이퍼루프의 저력을 엿볼 수 있는 좋은 기회였다고 생각한다. 전체 시스템 테스트 역시 올해 말에 예정되어 있다고 하니 하이퍼루프를 만날 날이 머지않은 것 같다.

한편으로 한국에서도 희소식이 있다. 울산과학기술연구원인 UNIST에서 제작한 차세대 초고속 대중교통 하이퍼루프(U-Loop)의 모델이 전시됐다.

이재선 기계항공 및 원자력공학부 교수팀은 UNIST 연구진이 자체 제작한 하이퍼루프 모델을 10월 26일(목) 울산 롯데호텔에서 개최되는 제7차 대중교통 국제정책포럼에 선보였다. 하이퍼루프 모델은 이날 호텔 2층 크리스탈볼룸에서 오전 9시부터 오후 6시까지 진행하는 대중교통 기술‧산업 전시회에 전시됐다고 한다. UNIST의 연구진은 하이퍼루프의 주요개념인 진공튜브, 부상, 리니어모터 구동 등을 작은 스케일로 구현했다. 아직 모델 단계지만 주요 원리를 토대로 실제 구동하는 모습을 보여줬다고 밝혔다.

 

마무리하며..

첨단과학기술이 점점 발전함에 따라서 우리가 어떤 일을 하던 어떤 시설을 이용하던지 편의성은 정말 눈에 띄게 좋아졌다고 생각한다. 하지만 그 편의성이 발달되는 만큼의 우리가 생각지도 못한 단점이 수도 없이 나타나는 것이 너무 안타깝다. 하나를 얻으면 하나를 잃는 것이 인생의 진리인 것 같다. 하지만 더 보완해서 편리함은 당연하고 불편함은 줄었으면 좋겠다는 생각이 든다.

 

 

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