하이퍼루프, 하이퍼튜브 더 빠른 열차가 온다.

하이퍼튜브

우리가 탈 수 있는 대중교통 중 가장 빠른 것은 바로 열차, 그렇다면 세계에서 가장 빠른 열차는 어느 도시에 어떤 열차일까요? 어디인지 궁금하시죠. 우리나라의 KTX는 300km/h로 빠른 열차이긴 하지만 이보다 더 빠른 열차들이 세계 각국에 있습니다.

가장 빠른 열차는?

4위는 스페인의 AVE(404km/h), 3위는 중국 마그레브 기차(501km/h), 2위는 프랑스 TGV(575km/h) 그리고 마지막 1위는 일본의 신칸센이 차지했는데요. 신칸센의 최고 속도는 무려 603km/h라고 합니다. 이 기차보다 무려 두 배가 빠른 기차로 서울에서 부산까지 약 25분이면 갈 수 있게 된다면 믿어지시나요?

하이퍼루프

미래의 교통수단 하이퍼루프

지난 2020년 11월 미국 라스베이거스 인근 네바다 사막의 실험 터널에서 버진 하이퍼루프라는 회사가 사람 2명을 태우고, 진공 튜브에 사람을 태운 하이퍼루프 유인 진공 주행 실험에서 성공했는데요. 현재의 실험은 첫 유인 주행 실험 성공으로 의미 있는 실험이었다고 합니다. 이 실험에서는 속도를 172km로 제한하여 달릴 수밖에 없었다고 하는데 왜일까요? 이미 우리나라의 KTX는 이보다도 빠른 300km/h에 가까운 속도로 달리지만 안에서 우리는 안전벨트를 매지 않고도 안전하게 달리고 있는데, 그것보다도 4배 빠른 하이퍼루프를 개발하려고 하는데 왜 200km도 안 되는 속도로 실험하면서도 안전벨트를 착용하고 달린 걸까요? 과연 정말 안전한 걸까요? 하이퍼루프라고도 불리는 이 미래의 교통수단 어떻게 움직이길래 그러는 한번 알아보겠습니다.

하이퍼루프의 기원

여러분이 몰랐던 놀라운 사실 하나는 하이퍼루프가 2013년 일론 머스크가 처음 이야기한 개념이 아닌 무려 17세기부터 있었던 개념이라는 것입니다. 처음엔 1799년 조집 에드워스트의 철로 만든 튜브 내부의 압축 공기를 이용한 운송 시스템부터 1845년 공기압 추진력을 이용한 실험까지 오랜 역사의 하이퍼루프. 하지만 모두 기술적인 문제점을 극복하지 못하고 몇 년 이내에 중단되었습니다. 이후 20세기 로버트 고다드에 의해 보스턴과 뉴욕을 12분 만에 주파할 수 있는 하이퍼루프의 개념을 이야기하며 세상을 놀라게 하고 일론 머스크가 하이퍼루프에 대해 언급하며 세계 많은 나라가 미래의 교통수단으로 주목하게 되었습니다.

하이퍼루프의 장/단점

하이퍼루프의 가장 큰 장점은 기상 조건에 따라 사고 위험이 커질 우려도 없어 비행기처럼 지연 및 결항의 변수도 낮아질 수 있습니다. 또 다른 장점은 튜브 내부에 위치하기 때문에 정해져 있는 선로에서부터 벗어나지 않을 수 있습니다. 현재는 유인 주행 실험은 성공했지만, 상용화를 진행하고 있는 나라는 없다고 알려졌는데요. 이렇게 장점도 많고 사람도 태울 수 있다고 하는데 왜 아직까지 상용화되지 못한 걸까요? 그 이유를 알아보기 위해 하이퍼루프가 어떻게 움직이는지 원리에 대해서 한번 알아보도록 하겠습니다.

하이퍼루프 원리

하이퍼루프는 완전히 밀폐된 진공 상태의 터널인 튜브와 사람이 탈 수 있는 캡슐 차량인 포드 그리고 추진과 부상의 궤도로 이루어져 있습니다. 여러분 하늘에 떠 있는 비행기를 한번 상상해 볼까요? 비행기가 다른 운송 수단보다 빠른 이유가 뭘까요? 비행기는 속도를 높이는 데 있어 가장 큰 적인 공기의 저항을 줄이기 위해서 높은 고도로 올라가 비행하는데 하이퍼루프 또한 비슷한 원리가 적용됐다고 생각하시면 됩니다. 하이퍼루프는 내부의 기압을 대기압의 1/1000 수준인 '아진공'이라는 상태로 낮춰 아주 밀폐된 튜브의 운송로를 이용합니다. 이 관 안에 포드라고 불리는 차량이 시속 1000km가 넘는 속도로 운행이 되는데 이것 또한 바퀴로 운행되지 않습니다. 어떻게 운행이 되냐고요. 포드의 바닥은 둥둥 떠 있는데요. 원리는 열차 바닥에 전자 레일이 설치되어 서로 같은 극을 밀고 다른 극은 당기며 앞으로 나가는 자기 부상 열차를 생각하시면 됩니다. 이 포드를 위에서 말한 공기의 저항이 없는 '아진공' 상태의 운송로에서 로켓처럼 쏘아 날리게 되니 속도가 엄청나게 빨라지게 된다는 것입니다. 그럼 이런 매력적인 하이퍼루프의 개발은 어디까지 온 걸까요?

일본, 2027년 개통 예정 초고속 자기부상열차

우리의 이웃나라 일본의 경우 현재 초고속 열차 개발에 박차를 가하고 있다는 소식이 들려오는데요. 일본 초고속 열차의 자기부상 기술은 하이퍼루프 추진/부상의 핵심 기술이라고 할 수 있다고 하네요. 2027년 개통 예정이라고 하는 일본 초고속 자기부상열차는 이미 603km/h의 기록을 공기 중에서도 달성했기 때문에 아진공 상에서도 충분히 주행 가능성이 있다고 하니 우리나라 못지않게 앞선 기술로 따라오고 있다고 할 수 있을 것 같습니다.

미국, 프랑스, 스위스의 계획

이번엔 미국으로 한번 가보도록 하겠습니다. 미국에 위치한 하이퍼루프 원은 2017년 미국 네바다주 사막에서 시험 주행에 성공했으며 HTT의 경우 2019년 2월 프랑스 남부 도시 외곽의 하이퍼루프 시험 운행 트랙을 완공하며 개발 속도를 더한다고 합니다. 그리고 스위스에서는 제네바에서 취리히까지 17분 만에 승객과 화물을 실어 나르는 하이퍼루프를 개발하겠다고 밝혔으며 다른 나라들과 차이점은 고속 자율 포드 안에 선형 유도 전동기를 적용한다는 점이 독특하다고 합니다.

하이퍼튜브 컨셉

우리나라도 하이퍼튜브 개발 중

그렇다면 우리나라는 어떨까요? 사실 우리나라는 머스크의 아이디어가 공개되기도 전에 먼저 2009년부터 하이퍼루프에 대한 기술 연구가 시작되었다고 합니다. 2011년엔 모형 운송체의 튜브 주행 실험에 성공했던 우리나라는 2018년에는 하이퍼 튜브의 핵심 장치인 1/1000 기압 튜브를 국내 최초로 개발했다고 하는데요. 현재 우리나라도 하이퍼튜브라는 이름의 초고속 열차를 개발하고 있습니다.

하이퍼튜브 뉴스보기

지난 2020년 12월에는 실물 크기보다 1/17로 축소 제작한 모형시험 운행에서 최고 속도 1019km/h를 기록하는 등 세계적 수준의 기술력을 보유하고 있으니 우리나라가 가장 앞서가고 있다고 해도 과언이 아니겠죠. 현재 우리나라도 긴 터널인 튜브가 위치하려면 변형되거나 균열이 일어나지 않도록 안정적인 부지가 필요하게 될 텐데요. 이를 위해 전국 지자체를 대상으로 부지 선정을 위한 공모를 추진할 예정이라고 국토교통부가 10개월 전에 밝혔습니다. 공모를 통해 선정되는 부지에는 하이퍼튜브 핵심기술개발 연구를 위해 필요한 인프라인 12km의 아진공튜브와 시험센터가 설치될 예정입니다. 연구 초기에는 1~2km에 짧은 구간의 자기부상 선로를 우선 건설하여 시속 150~200km 시험 주행으로 추진 및 부상 시스템의 성공 여부를 점검한 후 12km의 본시험 선로를 건설할 계획이라고 합니다.

 

하이퍼튜브는 개발이 성공한다면, 동북아 주요 도시를 출퇴근 권역으로 묶을 수 있는 혁신적 교통수단이라고 하는데 미래교통수단인 하이퍼튜브 너무 기대됩니다.

 

 

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