하이퍼루프란?

안녕하세요~ 흥미롭고 재미있는 과학의 흥. 재. 과입니다!

 

지난 5월 KTX청룡을 개통하여 최대 시속 320km로 운항하여

서울과 부산까지 약 2시간 17분 만에 도착하게 되었습니다.

일본의 신칸센, 중국의 푸싱호와 더불어 세계적으로 빠른 열차들과

이름을 나란히 하게 되었는데요!

 

이렇게 빠른 고속 열차도 귀엽게 보일 속도를 가진

차세대 고속 운송 수단 "하이퍼루프"를 아시나요?

 

무려 시속 1,000km가 넘는 속도를 낼 수 있는 하이퍼루프는

서울에서 부산까지 약 20분이면 도달할 수 있습니다.

 

오늘은 하이퍼루프에 대해 알아보도록 하겠습니다!

 

하이퍼루프

 

1. 하이퍼루프의 핵심 기술

하이퍼루프는 튜브 형태의 진공 관을 따라 초고속으로 이동함으로써 열차라기보다는 캡슐에 가까운 형태입니다.

이 기술의 핵심은 진공 혹은 아진공 상태를 만들어 공기 저항을 제거하는 것인데요!

 

※ 진공 상태 : 공기가 거의 없는 상태로, 압력이 매우 낮아 공기 저항이 없는 환경

※ 아진공 상태 : : 완전 진공은 아니지만, 공기 밀도가 매우 낮은 상태로 공기 저항을 크게 줄인 환경

 

일반 열차는 선로의 마찰과 공기저항으로 인해 속도를 낼 수 있는데 어느 정도 한계가 있습니다.

일본 신칸센의 최고속도는 특정 시험 구간에서 시속 603km 낸 기록이 있지만 승객을 태우는 속도는 아니며,

하이퍼루프의 시속 1,000km에 비하면 한참 못 미치는 수치이죠!

 

미래 기술 중 초전도체 자기 부상열차는 선로와의 마찰을 제거해 매우 빠르게 이동할 수 있지만,

공기 저항을 없애지는 못하기에 하이퍼루프보다는 느린 속도를 가집니다.

 

인류문명의 진화 : 초전도체(Feat. 카르다쇼프 척도) - 1

인류문명의 진화 : 초전도체(Feat. 카르다쇼프 척도) - 1

인류문명의 진화 : 초전도체(Feat. 아바타) - 2

인류문명의 진화 : 초전도체(Feat. 아바타) - 2

 

2. 하이퍼루프의 장점

하이퍼루프의 가장 큰 장점은 압도적인 속도입니다. 

이론적으로는 시속 1,000km에서 최대 1,200km까지 낼 수 있다고 알려져 있고, 서울~부산을 단 20분 만에 갈 수 있는 속도이죠.

 

또한, 에너지효율을 극대화할 수 있는데요!

마찰과 공기 저항으로 인해 소실될 에너지가 거의 온전히 다 쓰이기 때문에 적은 에너지로 높은 효율을 낼 수 있습니다.

즉, 태양광 등의 기타 친환경에너지만으로 주행이 가능한 운송수단을 만들 수 있는 것이죠!

하이퍼루프의 상상도

3. 하이퍼루프의 한계

하지만 최근에는 하이퍼루프의 실현 가능성에 대해 많은 의문점이 존재하는데요.

 

첫 번째, 과장된 초기 건설 비용

일론머스크는 샌프란시스코에서 LA까지 60억 달러면 만든다고 했는데 이는 고속철도 건설비용의 1/10 수준인데요!

고속도로 위에 다리를 건설하고 진공 튜브를 놓는다면 굴착 비용과 땅 매입비용도 절감할 수 있다고 했습니다.

하지만, 시속 1,000km 이상의 속도로 달리는데 커브가 있다면 엄청난 중력가속도로 승객에게 무리가 갈 수 있습니다.

하여 무조건 직선으로만 연결되어야 하는데, 그렇다면 산에 터널을 뚫는 등 공사비가 증가하게 됩니다.

지하여도 중간에 암석지대가 발견되면 건설비와 기간이 늘어나기 때문에 비용 측면에서 여러 변수가 많아집니다.

 

두 번째, 제한된 탑승 인원

고속열차의 경우 1회에 약 1,000명 이상 탑승이 가능한 반면 하이퍼 루프는 고작 수십 명에 불과합니다.

 

세 번째, 안전문제

빠른 속도의 필수조건은 튜브를 진공 혹은 아진공 상태로 만드는 것인데요!

진공상태를 만들기 위해 튜브를 감압하여 캡슐 외부에서는 산소 공급이 어렵습니다.

즉, 캡슐 내에 충분한 산소를 채워 승객들이 탑승하는데,

만약 이동 중 튜브에 문제가 생긴다면 캡슐 내의 제한된 산소로 인해 인명사태까지 일어날 수 있습니다.

 

이외에도 도시 외곽에 설치해야 한다는 불편함과 도시계획 변경, 기술력 등 여러 문제들이 도전과제로 남아있습니다.

 

 

반응형

 

4. 버진 하이퍼루프 원의 사업 철수

버진 그룹은 2020년 하이퍼루프에 승객을 태운 시험 운행을 성공하였는데요!

다만 최고속도는 시속 160km로 하이퍼루프의 목표 속도에 비하면 한참 못 치는 수준입니다.

또한, 안전상의 이유로 화물용 운송수단으로 방향을 틀었으나 이 역시 하이퍼루프를 개발할만한 이유는 되지 못하였죠.

결국 2023년 12월 사업을 철수하며 하이퍼루프의 선도기업은 공식적으로 Shut Down 되었습니다.

 

하이퍼루프원 - 출처(버진 하이퍼루프 원)

 

하이퍼루프는 여러 한계점들로 인해 지금 당장 실현하기는 어렵지만,

기술의 발달로 먼 미래에는 사용될 가능성이 있습니다.

 

진공 상태를 안정적으로 유지하는 기술과 안정성,

대규모 인프라 구축 등 천문학적인 비용들은 전부 극복해야 할 도전과제입니다.

 

그러나 기술은 빠르게 발전하고 있으며

언젠가는 하이퍼루프로 도시 간 이동을 혁신적으로 변화시킬 수 있을 거라 기대가 됩니다!

 

이상 흥. 재. 과였습니다!