진공터널 달리는 '탄환열차', 완성되면 비행기보다 빨라


테슬라 CEO 일론 머스크 처음 제안

진공 터널로 공기 저항 최소화하고 열차가 레일 위 살짝 떠서 마찰 줄여

시속 1200㎞로 서울~부산 16분 이동


최고 속도 400㎞로 시범 주행 성공

이르면 2024년 인도에서 상용화


    지난 7월 인도 정부가 여객 하이퍼루프(Hyperloop) 시스템 건설을 승인했어요. 약 120㎞ 떨어진 뭄바이와 푸네를 고속으로 연결하는 '푸네~뭄바이 하이퍼루프' 프로젝트예요. 계획안에 따르면 2021년까지 시범 노선을 건설하고, 2024년까지 상용화하는 게 목표입니다. 이 프로젝트가 예정대로 이뤄지면 인도는 최초의 여객 하이퍼루프를 건설하는 기록을 세우게 됩니다.


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A train or plane? India’s maiden Hyperloop project seeks a regulator


The Pune-Mumbai Hyperloop project is yet to find a regulator who can oversee its construction, safety aspects as it races to become the world's 1st operational hyperloop project

In 2018, Maharashtra had approved Virgin Hyperloop One-led consortium's plans to develop a high-speed line between Mumbai and Pune


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https://www.livemint.com/news/india/a-train-or-plane-india-s-maiden-hyperloop-project-seeks-a-regulator-11572762830799.html


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공기저항 줄여 비행기보다 빠른 열차

하이퍼루프는 미국 전기자동차 회사 테슬라의 최고 경영자 일론 머스크가 2013년 제안한 미래 교통수단이에요. 거의 진공에 가까운 터널 안을 최고 시속 1200㎞로 달릴 수 있는 열차죠. 일반적인 여객기가 시속 900㎞, KTX가 시속 300㎞로 달리니 어마어마한 속도죠.


이렇게 빠른 속도로 달리려면 두 가지 거대한 장벽을 넘어야 합니다. 첫째는 마찰력이고, 둘째는 공기저항입니다. 하이퍼루프는 공기저항과 마찰을 최소화해 빠른 속도를 낼 수 있게 했어요.




움직이는 모든 물체는 속도를 낼수록 저항에 부딪혀요. 자동차, 비행기, 기차 등은 공기저항이 속도를 내는 데 치명적인 방해 요인입니다. 이 문제를 해결하기 위해 하이퍼루프는 터널 안을 거의 진공에 가까운 상태로 만들어 공기저항을 줄였어요. 공기를 제거해 압력이 매우 낮은 환경에서는 바람 저항을 받지 않거든요. 여객기가 공기가 상대적으로 희박한 고도 10㎞ 지점까지 높이 올라가 날아가는 것도 공기저항을 줄여 속도를 더 내기 위해서랍니다. 하이퍼루프 터널 안은 1000분의 1 대기압 수준이랍니다.


그래픽=안병현


마찰을 줄이기 위해서 하이퍼루프는 캡슐처럼 생긴 열차가 레일 위에 살짝 떠서 달립니다. 자기부상열차와 비슷한 방식으로 떠올라 마찰을 줄이는 것이죠. 이 열차는 자기장의 힘으로 추진력을 얻습니다. 터널 바닥에 코일을 깔고, 열차 바닥에는 초전도 전자석을 장착해 자기장이 흐르도록 만들었어요. 공기저항을 줄여 비행기보다 빠른 '탄환 열차'를 만든다는 아이디어입니다.




차로 8시간 거리를 1시간으로 단축

머스크는 2013년 캘리포니아 고속철도 시스템에 실망했다면서 대안으로 샌프란시스코와 LA를 연결하는 하이퍼루프를 제안합니다. 그리고 세상 누구나 자기 아이디어를 마음대로 가져다 써서 하이퍼루프를 만들어도 된다고 했어요. 심각한 교통 체증으로 신음하는 인도 뭄바이는 머스크의 아이디어를 구현하기로 한 것이죠. 현재 푸네와 뭄바이를 자동차로 이동할 경우 3시간 30분이 걸려요. 그런데 하이퍼루프가 건설되면 이동 시간이 35분 미만으로 줄어들 전망입니다.


아랍에미리트(UAE)에서는 아부다비와 두바이 구간에 하이퍼루프 열차를 달리게 할 계획입니다. UAE는 내년까지 1단계 구간 10㎞를 완공하고, 이곳에서 시험 운행에 성공하면 전체 170㎞ 구간을 완성해 운행할 계획입니다. 두바이에서 출발한 하이퍼루프는 12분 만에 아부다비에 도착해요. 보통 자동차로는 2시간 정도 걸리는 거리죠. 불과 1분 동안 14.2㎞를 주파하는 셈입니다. 1초에 200m 이상을 이동한다는 의미죠. 아부다비~두바이 구간에서 상업성이 확인되면 하이퍼루프 운행 구간을 아부다비에서 사우디아라비아 수도 리야드까지 연장하겠다는 청사진도 나왔어요. 이 경우 승용차로 8시간, 비행기로 1시간 50분이 걸리는 거리를 57분 만에 주파할 전망입니다. 우리나라에서는 2017년 UNIST가 '서울에서 부산까지 325㎞를 16분 만에 이동'을 목표로 하이퍼루프 연구를 시작했다고 밝혔죠.


하이퍼루프는 비행기처럼 공항에서 시내로 이동하면서 시간을 쓰지 않아도 됩니다. 또 자동차처럼 도로가 막힐 일이 없다는 것도 장점입니다.


현재 최고 속도 400㎞ 수준… 개발 박차

너무 꿈 같은 얘기라고요? 그렇지 않아요. 하이퍼루프 트랙과 열차가 속속 개발되고, 테스트도 이뤄지고 있거든요.


A file photo of a Hyperloop One test vehicle (Photo: Handout via Reuters)

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2016년 5월 '하이퍼루프 원'이 미국 네바다주(州) 사막에서 96m 구간을 최고 속도 111㎞로 달리며 첫 시험 주행에 성공했어요. 현재는 536m 길이 트랙에서 모의 주행을 하고 있는데 현재 최고 시속 386㎞까지 속도를 끌어올렸습니다. 시속 1200㎞까지 가려면 조금 더 시간이 필요하겠지만, 차근차근 발전하는 겁니다.




미국 기업 '하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT)'는 지난해 10월 스페인에서 세계 최초로 실제 크기의 하이퍼루프 열차 시제품인 '킨테로 원(Quintero One)'을 공개했어요. 사람이 탈 수 있는 실물 크기 열차로는 킨테로 원이 처음 대중에게 공개된 모델입니다. 길이 32m, 무게 5t에 최대 40명이 탈 수 있어요. 킨테로 원은 2020년까지 프랑스 툴루즈에 만들어진 시험 운행 트랙에서 시험 주행을 할 계획입니다.


하이퍼루프는 아직 '이론'이 현실에서도 실제로 가능한지 검증하는 단계입니다. 전 세계 50여 회사가 하이퍼루프 개발에 박차를 가하고 있지만, 비행기 속도를 따라잡았다는 곳은 나오지 않았죠. 주요 회사들은 2021년에서 2024년까지 상용화를 전망하고 있답니다. '탄환 열차'가 정말 현실에서도 나타날지, 조금만 기다리면 알 수 있겠죠?

김형자 과학칼럼니스트

조선멤버스


시속 1,220km...열차 진화의 끝판왕 '하이퍼루프'

 


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