시속 1,126km의 속도를 내는 테슬라 CEO 머스크의 하이퍼루프, 하이테크인가 함정인가?

최근 테슬라 권리 보호 사건이 파문을 불러일으키며 머스크 테슬라 사장이 다시 한번 전면에 부각됐다. Tesla에서 SpaceX까지, 신에너지 전기자동차에서 하이퍼루프까지, 잇달아 파괴적인 아이디어가 그를 21세기 기술의 최전선으로 이끌었습니다. 심지어 어벤져스의 Iron Man도 그를 기반으로 합니다. 그러나 신에너지 전기 자동차를 제외하면 미래에 대한 머스크의 모든 아이디어는 아직 실험적 배치 단계에 있으며 그의 아이디어 중 상당수는 듣기만 할 뿐 구현되지는 않으며 하이퍼루프도 그중 하나이다. 그렇다면 시속 1,126km의 속도를 내는 하이퍼루프는 어떤 검은 기술일까? 왜 지금까지 실천되지 않았습니까?

먼저 머스크가 어떤 사람인지 알아보겠습니다. 사실 머스크는 국제적으로 엇갈린 평판을 갖고 있습니다. 그에게 동의하는 사람들은 그의 말을 지침으로 여기고, 그를 부인하는 사람들은 그를 공상에 잠긴 미치광이로 여긴다. 많은 사람들이 어벤저스를 지켜봤을 거라 생각하는데, 그중 하나가 아이언맨입니다. 그는 자신의 과학적 발명품을 이용해 외계인이 지구를 공격했을 때 상황을 역전시킨 영웅이 되었습니다. 머스크는 미래 인류가 직면할 수 있는 위기를 해결하고 인류의 발전을 촉진하기 위해 과학기술을 활용하겠다는 입장을 밝혔다. 예를 들어, 우리는 미래에 에너지 부족과 환경 문제에 직면할 수 있으므로 미래에는 지구가 더 이상 살 수 없을 수도 있으므로 여행 시간을 절약하기 위해 화성으로 이주할 계획을 가지고 있습니다. 하이퍼루프라는 개념이 등장했습니다. 머스크는 미래를 꿈꾸고 그 꿈을 현실로 만들기 위해 노력하는 12세 어린이와 같습니다.

미래를 꿈꾸는 머스크를 사로잡을 수 있는 하이퍼루프의 독특함은 무엇일까? 두 가지 주된 이유가 있습니다. 첫 번째는 초고속입니다. 하이퍼루프의 이론적 최고 속도는 시속 5,000km에 달할 수 있는데, 미국 로스앤젤레스에서 뉴욕까지 가는 데는 26분, 뉴욕에서 베이징까지는 2시간, 지구를 한 바퀴 도는 데는 3시간밖에 걸리지 않습니다. 두 번째 이유는 저렴한 비용입니다. 진공관 비용이 킬로미터의 1/4, 고속철의 1/2에 불과하고 비용 절감으로 인해 요금이 더욱 인하되기 때문에 머스크는 저비용 추구에 미친 사람이다. .

그렇다면 머스크가 구상한 하이퍼루프는 어떤 모습일까요? 머스크는 2013년 '진공 강관 운송'을 이론적 핵심으로 하는 운송수단인 하이퍼루프 아이디어를 제안했다. 캡슐처럼 생겨 캡슐고속철도라고도 불린다. 자기 부상 및 저진공 모드를 채택하십시오. 머스크가 구상한 하이퍼루프에서 열차는 캡슐과 같으며, 단위당 무게는 183kg, 길이는 약 4.87m이며 4~5명의 승객만 수용할 수 있습니다. 친구 여러분, 닫힌 진공관에서 고속철도가 총알처럼 발사되고 속도는 상상할 수 없을 것이라고 스스로 상상할 수 있습니다. 올해 머스크는 자신이 설계한 하이퍼루프가 시속 1,126km의 속도에 도달할 수 있다고 트위터에 올렸습니다.

그렇다면 머스크는 왜 미래의 실험용 하이퍼루프가 시속 1,126km의 속도에 도달할 수 있다고 주장하는 걸까요? 두 가지 주된 이유가 있습니다. 첫 번째 이유는 그것이 작동하는 공간이 진공이기 때문이다. 내 친구들은 차량 속도에 따라 다가오는 바람의 강도가 다르다는 것을 경험했을 것입니다. 속도가 작을 때는 다가오는 바람이 더 약하고, 속도가 상대적으로 높을 때는 다가오는 바람이 특정 수준에 도달하면 더 강해집니다. 다가오는 바람은 더 강해질 것입니다. 사람들이 숨을 쉴 수 없는 것처럼 느끼게 됩니다. 그것은 사람들이 차에 앉아 있을 때 느끼는 공기 저항입니다. 따라서 일반적으로 주자가 더 빠를수록 공기 저항이 더 커집니다. 이를 바탕으로 하이퍼루프는 진공 모드를 채택하는데, 이는 특히 밀봉된 파이프라인을 구축한 후 파이프라인 내에서 최대한 진공에 가까운 환경을 조성함으로써 공기 저항을 줄이고 속도를 높이는 것입니다. 두 번째 이유는 자기부상을 사용하기 때문이다. 자기 부상 기술을 통해 열차는 선로와 전혀 접촉할 수 없으므로 열차 게이지와 바퀴 사이의 마찰을 제거하여 속도를 크게 높일 수 있습니다. 현재 자기 부상 기술을 탑재한 열차는 전 세계적으로 사용되고 있으며, 우리나라 상하이에서도 일반 고속 열차의 최대 속도인 시속 430km에 도달할 수 있는 자기 부상 열차를 건설했습니다. 시속 350km입니다.

이제 우리는 성숙한 이론을 가지게 되었는데 왜 하이퍼루프는 오랫동안 뿌리를 내리지 못했을까요? 네 가지 주요 이유가 있습니다. 첫째, 기존 기술의 한계이다. 앞서 언급한 바와 같이 속도 증가의 핵심 이유 중 하나는 진공 운전이며, 이는 킬로미터 단위로 계산되는 진공 환경이다. 그러나 기존 진공 기술로는 이렇게 긴 파이프라인을 진공화할 수 없습니다. 또한, 현재의 자기부상 기술은 계속해서 개선되어야 하며, 고속철도가 비행기보다 빠를 수 있는 수준까지는 아직 멀었습니다. 두 번째 이유는 높은 비용입니다. 진공관 제작 비용이 낮을 것으로 예상되었지만 현실은 정반대입니다. Virgin Hyperloop의 2016년 문서에 따르면 마일당 건설 비용은 8,400만 달러에서 1억 2,100만 달러에 달하며 하이퍼루프는 2016년에 운영될 예정입니다. 진공관을 사용하려면 초장거리 파이프라인을 구축해야 하는데, 이는 많은 비용이 듭니다. 세 번째 요점은 실질적인 해결책이 없다는 것입니다. 하이퍼루프의 속도는 시속 1,126km로, 이는 역 간 거리가 충분히 길어야 함을 의미합니다. 그렇지 않으면 열차가 출발하자마자 제동을 시작해야 합니다. 그러나 부지가 멀리 떨어져 있으면 방사되는 사람도 적어 실용성이 크게 떨어진다. 네번째 포인트는 안전입니다. 물리학자 제임스 파월(James Powell)은 초고속철도 선로의 작은 실수가 배관 벽 천공, 배관 이동 등 심각한 재난을 초래할 수 있다고 말한 적이 있다. 선로는 승객에게 부정적인 영향을 미칩니다. 적지 않은 안전 위험이 있습니다. 사실 마지막 세 가지 사항은 모두 기술이 성숙된 이후의 실질적인 고려 사항을 바탕으로 한 것입니다. 그러나 현재 하이퍼루프 구현을 제한하는 주된 이유는 여전히 기술적 한계입니다.

따라서 현 단계에서는 하이퍼루프가 기술적으로 실현 가능하지도, 안전하지도, 경제적으로 실현 가능하지도, 실용적이지도 않다는 것을 알 수 있습니다. 머스크가 제안한 하이퍼루프가 사기라는 뜻인가? 설마. 머스크는 자신의 꿈을 더하기 위해 하이퍼루프의 기믹을 계속 사용하고 있지만, 그 뒤에 숨은 원리인 진공과 자기 부상에 대한 연구는 여전히 필요합니다. 그리고 중국의 하이퍼루프 연구는 거침이 없으며, 실험 실시에도 앞장서게 될 것이다. 우리나라 항공우주과학산업공사는 2017년 진공관과 자기부상 기술을 이용해 최대 시속 1,000~4,000km의 작동 속도를 점진적으로 달성하는 하이퍼루프에 대한 연구 프로젝트를 발표했습니다. 더욱 언급할 만한 점은 올해 1월 세계 최초의 고온 초전도 고속 자기부상 공학 실험 라인이 남서교통대학에서 가동될 예정이라는 점입니다. 현재 속도는 시속 600km에 달할 수 있습니다. 앞으로는 진공관을 장착해 속도를 시속 1,000㎞ 이상으로 높일 것으로 예상된다. 중국공정원의 학자 푸즈환(Fu Zhihuan) 역시 고속철도가 논란의 여지가 있고 구현되기까지 아직 멀었지만 고속철도가 미래 교통 환경에서 자리를 차지할 것이기 때문에 여전히 연구가 필요하다고 믿습니다.

오늘날의 세계에서는 과학과 기술이 빠르게 발전하고 교통 혁신도 점점 더 빨라지고 있습니다. 그러나 성공은 상상만으로는 이루어질 수 없으며 오랜 기간의 연구 개발과 테스트를 거쳐 이루어집니다. 머스크의 아이디어 중 다수가 대담하고 향후 개발에 매우 ​​적합하다는 것은 부인할 수 없습니다. 하지만 미래라는 단어 자체는 아주 멀리 떨어져 있어 단계별로 접근해야 합니다. 하이퍼루프도 마찬가지다. 사기라기보다는 첨단 기술이지만, 차근차근 연구하려면 수많은 사람들이 수십 년을 들여야 한다.