스페이스X의 CEO 엘론 머스크는 화성에 인류를 이주시킬 계획을 진행 중이다. 굳이 화성이 아니더라도 가장 가까운 천체인 달에서 1년을 생활한다면 얼마나 비용이 들어갈까.

로켓으로 달에 가서 달에서의 생활을 한다는 건 기술적으로는 충분히 가능하다. 물론 문제는 비용 뿐이다. 달까지의 거리는 37만 7,000km다. 이곳까지 가서 인간이 생활을 하려면 들어갈 비용을 보면 먼저 전제로 우주비행사 4명이 미 항공우주국 나사(NASA)의 기술을 이용해 1년간 체류한다는 것으로 한다.

가장 먼저 필요한 건 이동수단인 로켓. 수많은 로켓 중에서도 인간을 달까지 나를 수 있는 강력한 건 아직까지는 새턴V(Saturn V) 뿐이다. 하지만 불행하게도 새턴V 로켓 15개는 모두 퇴역했다. 새턴V의 적재량은 4만kg이며 발사비용은 1971년 당시 1억 8,900만 달러였다. 이 비용은 2016년 기준으로 11억 2,300만 달러까지 치솟았다.





여기에서 산출할 수 있는 달까지의 중량별 운반비용은 1kg당 5,700달러다. 우주비행사 평균 체중이 72kg이라고 가정해 사람을 달까지 운반하는 비용은 200만 달러라고 할 수 있다. 물론 이 계산에는 문제가 있다. 새턴V 연구 개발비가 포함되어 있지 않기 때문.

2016년 금액 가치로 환산하면 새턴V의 발사비용은 38억 달러다. 총 13회를 발사했기 때문에 40억 달러 비용이 소요된다. 이렇게 보면 1kg당 발사 비용은 9만 7,000달러라고 할 수 있다.

다음은 달 착륙. 달에 착륙하기 위한 장치인 달 착륙선(Lunar Lander)의 경우 아폴로 계획에서 12대를 만들었다. 비용은 2016년 환산으로 180억 달러다. 대당 15억 달러인 것이다.

우주비행사 4명이 착륙하려면 달 착륙선은 2대가 필요하다. 여기에 새턴V 2대 발사 비용을 포함하면 달 착륙에 필요한 비용은 110억 달러다. 또 아폴로 시대 나사는 LM트럭(LM Truck)이라고 불리는 무인 랜딩 시스템을 개발했다. 대당 5,000kg짜리 LM트럭 2대를 운반해야 한다. LM트럭을 달까지 운반하는 비용은 1kg당 14만 400달러가 들어간다.





달까지 도착한 우주인은 생활 비용도 필요하다. 이는 미국 국제전략문제연구소 CSIS가 치밀한 시뮬레이션 결과를 발표한 바 있다. 이에 따르면 우주인 4명이 생활하는 시설 건설 비용은 200억 달러이며 발사 비용은 40억 달러다. 합치면 240억 달러라는 비현실적인 금액이 나온다. 따라서 시설을 건설하는 것보다는 비글로에어로스페이스(Bigelow Airspace)의 B330이라는 우주선을 거주 공간으로 이용한다.

B330 내부에 있다면 쾌적한 우주 생활을 보낼 수 있다. B330의 대여 비용은 1일 125만 달러다. 1년을 생활하는 데 들어가는 비용은 4억 6,500만 달러다. B330의 무게는 2만kg. 수송에는 LM트럭 4대, 새턴V 로켓 2대가 필요하다. 따라서 비용은 140억 달러가 들어간다.





또 달에서 생활을 하려면 빼놓을 수 없는 게 바로 음식이다. 식량을 입수하는 가장 좋은 방법은 달에서 식물을 직접 재배하는 것. 애리조나대학 식물공장 시스템은 하루 2.5kg 식물을 생산할 수 있다. 영양과 균형을 고려해 감자 2kg, 토마토 360g, 딸기 180g을 만들게 한다면 하루 1,800칼로리를 만들어낼 수 있다. 우주인 4명이 하루 필요한 건 1만 2,000칼로리. 식물공장 시스템 7개가 필요하다. 식물공장 시스템은 하루 90g씩 비료가 필요하다. 연간 230kg이 필요한 것.

또 식물공장 시스템 무게는 대당 1,000kg이다. 7대가 필요하니 총 무게는 7,000kg이다. 수송비용은 49억 달러. 여기에 비료를 위한 1억 6,200만 달러가 추가되어야 한다.

물의 경우 국제우주정거장 ISS에서의 활용 방법이 달에서도 도움이 될 수 있다. ISS를 참고하면 우주비행사가 1년에 필요로 하는 물의 양은 1만 8,000kg이다. 이는 물 순환 재활용 시스템을 이용하면 2,300kg까지 줄일 수 있다. 하지만 식물공장 시스템 역시 물은 3,100kg이 필요하다. 따라서 1년에 달에서 필요로 하는 물의 양은 5,400kg이다. 여기에 필요한 운송비용은 38억 2,500만 달러.





달에서 우주비행사가 호흡을 하려면 당연히 공기도 필요하다. 성인이 하루 필요로 하는 산소량은 840g이다. 연간 4명이 필요로 하는 산소를 운반하는 비용은 8억 6,000만 달러가 들어간다. 하지만 다행스럽게도 식물공장 시스템이 산소를 만들어준다. 식물공장 시스템이 만드는 산소량은 1일 2.4kg. 따라서 이를 빼면 1일 필요한 산소량은 980g이다. 연간 필요한 산소는 360kg이다. 운송비용은 2억 5,000만 달러로 줄일 수 있다.

그 다음으로 필요한 건 에너지다. 달 에너지를 조달하는 가장 좋은 방법은 원자력 발전이다. 달에서 이용할 수 있는 소형 전자 화력 발전 설비를 나사가 제안하기도 했지만 아직 미개발. 만일 개발한다면 비용은 14억 달러로 추정된다. 이렇게 나사 기술을 이용해 우주비행사 4명이 달에서 1년 동안 생활하는 데 들어가는 비용을 합하면 추정치로 360억 달러가 들어간다. 초당 1,138달러에 이르는 돈이 필요한 것이다.

물론 스페이스X 같은 기업은 10만kg짜리 로켓을 화성에 보내기 위해 개발을 진행 중이다. 궁극적인 목표는 화성 이주. 스페이스X 같은 민간 우주 개발 기업이 속속 등장하고 있는 만큼 앞으로 우주 여행 비용은 극적으로 낮아질 것으로 예상되고 있다.

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이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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