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하이퍼루프(Hyperloop)란
서울에서 부산, 자동차로 출발했다 대여섯 시간을 도로에서 보내고 귀성길엔 일박 이상 걸렸던 과거와 달리 최근엔 시간적 거리가 매우 짧아졌습니다.
사진출처 위키트리 지난 2004년 KTX 개통 이후 걸리는 소요시간은 약 2시간 30분이고, 비행기를 이용할 경우 약 40분 소요되는데요. 그런데 여러분 최근엔 최단시간 40분을 절반으로 뚝 자른! 20분 만에 서울에서 부산을 이동할 수 있는 교통수단이 개발 중에 있습니다.
사진출처 포스코 2013년 미국의 전기자동차 회사 테슬라와 우주개발업체 스페이스X의 대표인 일론 머스크(Elon Musk)의 아이디어에서부터 시작된 하이퍼루프(Hyperloop)입니다. 하이퍼루프는 언뜻 보면 지하철이랑 유사해 보이지만, 바퀴로 레일 위를 따라 달리는 것이 아니라 송유관 같이 생긴 원통 튜브 속을 달린다는 점에서 확연한 차이를 보입니다.
사진출처 포스코 원통 속에서 매끈한 객차들이 빠른 속도로 질주하는 것이죠. 객차 역시 수 십 명이 함께 탈 수 있는 것이 아니라, 한 명 또는 소수 몇 명만이 탈 수 있는 캡슐 형태인데요, 시속 1,200km, 최고속도 1,280km까지 빠르게 질주할 수 있습니다. 보통 비행기가 시속 900~1000km이니까, 비행기보다 좀 더 빠르고, KTX보다는 4배가 빠른 거죠.
사진출처 불교신문 하이퍼루프의 원리
그렇다면 비행기보다도 빠르고, 지상에서 달리는 어떤 열차보다 빠른 시속 1,200km는 어떻게 가능한 것일까요? 하이퍼루프는 공기의 압력 차를 이용해 빠른 속도로 움직이는 튜브형 초고속열차입니다. 튜브 안에 공기를 제거해 압력이 매우 낮은 환경을 만들어 공기저항을 최소화한 건데요, 공기 마찰이 거의 없기 때문에 같은 출력으로도 일반 열차보다 빠른 속도를 낼 수 있는 겁니다.
사진출처 유니스트 출발 시 하이퍼루프의 캡슐에 달린 팬(Pan)이 공기 베어링(Air Bearing)을 형성하면서 열차를 공중에 살짝 띄웁니다. 공기 베어링이란 압축기에서 나온 높은 압력의 공기로 물체 간 마찰을 줄이는 것을 말하는데요. 이로 인해 하이퍼루프 열차는 공중에 살짝 뜬 상태로 저압의 튜브 속을 빠르게 움직일 수 있게 되는 것이죠. 그러나 사실 하이퍼루프는 이미 150여 년 전에 제시된 바 있습니다.
사진출처 포스코 19세기 초중반에 활동한 영국의 유명한 토목공학자 이점바드 킹덤 브루넬은 ‘파이프와 진공을 이용한 기차’라는 콘셉트를 제시했고, 그의 아이디어를 반영한 프로토타입은 지금도 영국 브리스톨의 브루넬 박물관에 가면 찾아볼 수 있죠. 그런데 이렇게 역사 속에 묻혀있던 아이디어를 21세기에 무덤 밖으로 꺼낸 것은 테슬라의 엘론 머스크입니다. 그는 2013년 초음속 비행기 콩코드와 레일건, 그리고 에어 하키 테이블을 조합하여 미래형 교통수단으로 하이퍼루프를 제시했는데요, 이후, 많은 스타트업이 개발 경쟁에 뛰어들고 있습니다.
사진출처 매일경제 미국의 버진하이퍼루프원
가장 대표적인 업체는 2014년 설립된 미국의 버진 하이퍼루프원입니다. 하이퍼루프원이라는 스타트업으로 시작해 2017년, 영국의 버진그룹이 인수하면서 몸집이 커진 회사인데요, 2017년 말에 시속 387km의 성과를 기록하기도 하였습니다. 또, 2019년에는 인도 정부의 허가를 받고 뭄바이에서 푸네에 이르는 150km 구간에서 화물용으로 하이퍼루프를 건설하기 시작했습니다. 참고로 여기는 교통체증이 아주 극심해서, 차로 대략 4시간이나 걸리던 곳이었는데요, 하이퍼루프가 완공되면 25분 만에 주파할 수 있을 거라고 합니다. 그런가 하면, 2018년, 실제 크기의 하이퍼루프 객차를 공개해 화제가 된 일론 머스크의 ‘하이퍼루프 TT’는 아랍에미리트 아부다비 정부와 계약을 체결해 2020년 7월까지 기술적 설계를 마치고, 9월 공사 시작을 목표로 두고 있습니다.
사진출처 한국에너지공단 하이 프루프의 기타 장점과 기대감
그런데 왜 많은 미래 교통수단들 중 특별히 하이 프루프가 이토록 각광을 받는 것일까요? 장점은 빠른 속도 말고도 많습니다. 버진 하이퍼루프의 연구에 따르면 기후변화를 유발하는 탄소를 많이 내뿜는 비행기, 특히 단거리 저가항공에 비하여 5배 이상 에너지가 효율적이라고 합니다.
사진출처 전자신문 그리고 날씨 조건에 따라 지장을 받는 비행기에 비해 안정성이 높은 점도 장점인데요. 이 같은 장점에도 불구하고 가격은 기차 수준으로 책정될 것으로 전망되다 보니 정말 기대되는 교통수단이죠. 하지만 아직 해결되지 못한 문제들도 제법 있습니다.
사진출처 포스코 일단 창문이 전혀 없는 캡슐형 객차에 탑승한 채 튜브 속에서만 움직이다 보니 폐쇄 공포증이 있는 승객은 이용하기 쉽지 않을 것이라는 점이 제기되었고요. 또한 빠른 속도로 인해 생기는 엄청난 가속도를 노약자들이 견딜 수 있을 지도 의문입니다.
사진출처 전자신문 그러나 대다수의 전문가들은 혁신을 가로막는 규제만 해결된다면 위와 같은 문제들은 결국 기술적으로 곧 극복될 것이라는데 의견을 같이하고 있습니다. 하이퍼루프에 대한 기대감이 점차 커지면서 각 국 정부들도 이에 대해 관심을 갖고 기술개발에 나서기 시작하고 있습니다.
사진출처 포스코 우리나라도 예외는 아니지요. 현재 한국철도기술연구원, UNIST(대학교) 등에서 개발을 진행 중이며 시장에서는 약 3~5년 후면 일부 구간에서 초기 상업용 하이퍼루프를 볼 수 있다 전망하고 있는데요. 다가오는 미래를 이끌어갈 대표적 모빌리티 하이퍼루프, 여러분은 어떻게 전망하시나요? 대중교통의 혁신을 불러일으킬 하이퍼루프의 발전을 주목해 보시길 바랍니다. 감사합니다.
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