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영화<마션>으로 보는 에너지 이야기 [문화속에너지]
2017.11.10 92

오늘 이야기할 영화는 마션입니다. 마션은 '화성에서 사람이 살아남을 수 있을까?' 하는 상상과 기발한 아이디어를 결합한 공상과학 소설 원작인 영화입니다. 마션이란 Mars는 화성이고 Martian는 화성인이란 뜻입니다.



NASA탐험대는 화성을 탐사하고 있는 중 예상보다 훨씬 강한 폭풍을 만났고, 탐사대장은 지구로 복귀를 결정합니다. 그런데 대피과정 중, 주인공 '마크 와트니'가 폭풍에 날아온 장애물에 맞고 팀원들 시야에서 사라지게 됩니다. 팀원들은 그가 사망했다고 판단하게 되죠. 결국, 구조를 포기하고 화성을 떠나게 됩니다. 나사는 보고 받은 대로 언론에 알리고 와트니를 애도하는 장례가 치러집니다. 그리고 시간이 흐른 후, 어느 날 나사는 태양열판이 이동한 화성 탐사지역의 모습을 발견합니다. 이로써 와트니의 생존 가능성을 다시 생각합니다. 기적적으로 생존한 와트니는 화성에서 식물학자이자 과학자로서의 지식을 총동원해 4년을 버텨냅니다. 다시 탐사대가 화성으로 와서 자신을 구출할 때까지 4년이 걸릴거라 계산한 와트니는 우주선에 남은 식량, 앞으로 필요한 식량을 계산합니다. 계산보다 식량이 모자라자 가지고 있는 장비를 동원해 화성에서 비닐하우스를 만들어 버립니다.



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어디든지, 식물을 재배할 수만 있다면 정복할 수 있다고 한다.

나는 화성을 정복했다.

"

 우주에서 살아남을 방법을 찾는 동시에 지구에 자신이 살아있음을 알리는 것도 중요했습니다. 나사는 마크의 생존을 알아차리고 마크가 무사히 지구로 귀환할 수 있도록 방법을 총동원합니다.




이 영화에서는 어떤 에너지 이야기가 녹아 있을까요?

태양광 패널과 이온엔진 에너지, 방사성동위원소 열전기 발생기입니다. 마크는 화성에서 살아남기 위해 사용한 동력들은 어디서 가져왔을까요? 우주에 무한하게 존재하고, 쉽게 얻을 수 있는 에너지인 태양광 에너지가 등장합니다. 태양광 에너지는 태양광 전지판을 결항한 형태를 태양광 모듈이라고 하는데 마크는 탐사용 차를 낮에는 태양광 모듈을 이용해 충전하고, 밤에 운전해 이동하곤 합니다. 영화에 나오는 태양광 패널 4세트가 만들 수 있는 에너지양은 84~120KW의 전력입니다. 이 정도 에너지는 약 40가구가 사용할 수 있는 전력입니다. 현재 상용되고 있는 태양광 패널은 태양광이 없을 때 리튬이온 배터리를 충전해 날이 흐리거나 비가 올 때도 태양열 없이 임시로 사용할 수 있습니다.



마션에서는 이온추진기술로 지구에서 우주선을 타고  3억7000만㎞나 떨어진 화성으로 우주 탐사를 떠납니다. 이렇게 우주탐사를 떠나기 위해서는 어마어마한 양의 이온 에너지가 필요하지만 현실적으로는 불가능하다고 보고 있습니다.


이온엔진원리


영화에서 사용한 추진기술인 이온추진기술은 아르곤 또는 제논 등 불활성 기체를 이온화시킨 뒤, 이온을 시속 32만 Km으로 방출해 막대한 추진력이 발생시켜 동력을 생성합니다. 실제 우주선에는 미풍이 부는 정도로 가벼운 에너지이지만 이런 작은 힘이 지속해서 가해지면 엄청난 가속도가 생깁니다. 앞서 개발된 연료분사식 추진 기술과 달리, 이온 추진 기술은 우주선이 비행 중에 궤도를 여러 번 고칠 수 있는 장점이 있습니다. 나사는 이온 추진 기술을 연구해 5년 동안 꾸준히 이온 추진을 한 결과 시속 4만Km의 속도 차를 기록했습니다. 


한 줌의 에너지도 귀중한 우주에는 태양광 에너지뿐만 아니라 방사성 동위원소가 붕괴하면서 뿜어내는 에너지를 모아 보조 에너지로 사용하고 있습니다. 최초로 달 탐험에 나섰던 아폴로 우주선과 지금 화성 탐사를 진행하고 있는 무인우주선 '큐리오시티'도 이 방사성동위원소 열전기 발생 시스템을 사용하고 있습니다.


방사성동위원소 열전기 발생 시스템은 방사성 동위원소인 플루토늄 238이 자연스럽게 붕괴하면서 방출하는 열에너지를 끌어모아 전력에너지로 바꿔주는 시스템입니다. 이 플루토늄 238는 방사성 물질이기 때문에 특별히 취급에 주의해야 합니다. 영화 마션에서는 방사선이 누출될 위험 때문에 와트니가 이 RTG(방사성 동위원소 열전기 발전기)를 우주선 바깥 화성 땅에 묻는 장면이 나옵니다. 그러나 실제로 RTG는 옷과 피부를 통과하지 못하는 알파선만 방출시키기 때문에 인체에 대한 위험성은 크지 않습니다.



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문제를 하나를 풀면, 그 다음 문제를 풀고, 

또 하나를 풀면 또 그 다음 문제를 풀어야한다,

그렇게 계속 충분히 문제를 풀다보면, 집으로 갈 수 있다.

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영화 마션을 통해 지구 바깥에서도 쓰일 수 있는 세 가지 에너지에 대해 알 수 있었는데요, 세상에는 정말 많은 형태로 에너지가 존재하는 것 같습니다. 이런 에너지를 허비하지 않고 꼼꼼하게 끌어모아 알뜰하게 쓰는 것이 우주여행의 핵심인 것 같습니다. 앞으로 지금보다 더 에너지 기술이 발전하여 우주여행을 보편적으로 떠날 수 있는 미래가 어서 다가왔으면 좋겠습니다. 





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