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하지만 이런 엘리베이터를 실제로 만들려면 얼마나 대단한 최첨단 건축기술이 필요할지 의문이 들지만 생각보다 답은 가까운 곳에 있을 수 있다. 영국 일간지 데일리메일의 2일(현지시간) 보도에 따르면, 수백년 전 중세 고딕양식이 그 해답이 될 수 있다.
화제가 된 해당 아이디어를 제시한 주인공은 세계적인 건축엔지니어링 컨설팅 업체 아럽(Arup)의 구조 공학자 피터 뎁니로 그의 주장에 따르면, 우주 엘리베이터의 건축 원리는 과거 중세 고딕양식에서 찾을 수 있다.
수백 년 전, 아직 건축기술이 충분히 발전되지 않았던 중세였음에도 불구하고 하늘을 찌를 듯 수십 미터 이상 솟아있는 첨탑이 인상적인 고딕 양식 건축물들은 과연 어떻게 만들어진 것일까? 비밀은 바로 무게중심을 잡아 균형을 유지해주는 이른 바 ‘심벽’(心壁, Core wall)을 얼마나 단단히 구축하느냐에 달려있다.
심벽은 고층 건물 건축의 중심이 되는 벽체인데 인간으로 대입하면 곧게 서있을 수 있도록 지탱해준 척추 뼈에 해당한다. 건물 층수가 높아질수록 지구 중력의 영향을 많이 받고 바람 등에 취약해지기에 이 심벽을 얼마나 단단히 구축할 수 있는가에 건축 성공여부가 달려있다.
여기서 가장 중요한 것은 건물이 세워질 지반에 얼마만큼 깊숙이 그리고 철저히 심벽을 박을 수 있는가이다. 그렇지 않으면 중력을 제대로 이겨내지 못하고 건물의 무게중심이 흔들려 대형사고로 이어지기 쉽다.
따라서 모든 성공적인 고딕 양식 건축물은 넓고 깊은 광범위한 기초 발판을 지반에 구축해 놨다. 이렇게 하면 무게중심이 강력해져 지구중력으로부터 받는 부담을 상당히 감소시킬 수 있다. 현대 마천루 건축에도 적용되는 이 공법은 뎁니의 설명에 따르면, 우주 엘리베이터 건설에도 충분히 적용될 수 있다.
뎁니는 우주 엘리베이터 심벽을 구축하기에 가장 적합한 장소로 북극과 남극 지역을 꼽았다. 그 이유는 지구 중심으로부터 뿜어져 나오는 무시무시한 중력에 가장 영향을 덜 받는 곳이기 때문이다. 그리고 고려해야할 사항은 또 있다. 지구는 가만히 멈춰있지 않고 계속 자전 중이기에 원심력에 의한 중력 가속도를 충분히 계산해줘야 한다. 지상 수백 미터 수준이 아닌 대기권을 넘어서는 건축을 실현해야하기에 이 모든 변수를 생각하지 않으면 곤란하다.
뎁니는 엘리베이터가 도달 할 수 있는 최고점을 약 고도 1만 8,000㎞로 예상한다. 여기와 지구 표면과의 중간 지점에 엘리베이터 중앙 통제 센터 위성을 배치해주면 속도 조절과 안정적인 유지 관리가 가능할 것으로 예측한다.
그렇다면 가장 중요한 엘리베이터 케이블은 어떤 재료로 만들어야할까? 뎁니는 꿈의 나노물질로 불리는 ‘그래핀’이 가장 적합하다고 설명한다. 그래핀은 구리보다 전기가 100배 잘 통하고, 강철보다 200배 이상 단단하며, 다이아몬드보다 열전도성이 2배 높으면서 신축성도 뛰어나 우주의 가혹한 환경에서 잘 견딜 확률이 매우 높다.
한편 데일리메일에 따르면, 일본 5대 건설업체 중 하나인 오바야시(Obayashi Corporation, 大林組)는 뎁니가 제안한 건축공법과 유사한 방식으로 2050년까지 우주 엘리베이터를 완성한다는 계획을 발표한 바 있다.
사진=데일리메일
조우상 기자 wscho@seoul.co.kr
