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일론 머스크가 포기한 꿈, 중국 엔지니어들이 혁신적 기술로 부활시켜
저진공 철강-콘크리트 튜브와 AI 기술 융합으로 하이퍼루프 문제점 극복
저진공 철강-콘크리트 튜브와 AI 기술 융합으로 하이퍼루프 문제점 극복
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진공관을 이용한 초고속 운송 시스템의 개념은 거의 2세기 동안 과학자와 엔지니어들을 매료시켜 왔다. 2013년 일론 머스크가 시속 1,000km로 도시 간 이동을 가능하게 하는 하이퍼루프를 제안하며 이 꿈에 다시 불을 지폈지만, 전기차와 우주 로켓 분야에서 성공한 머스크조차 하이퍼루프의 복잡한 기술적 난관을 극복하지 못했다.
머스크의 하이퍼루프가 직면한 주요 문제점으로는 비행기 객실보다 200배 더 큰 압력 차이, 누출되기 쉬운 콘크리트, 심각한 자기 저항, 그리고 재앙을 피하기 위해 필요한 밀리미터 단위의 정밀 엔지니어링 등이 있었다. 이러한 도전과제들은 오랫동안 하이퍼루프의 상용화를 가로막았다.
중국철도엔지니어링 컨설팅 그룹(CREC)의 수석 엔지니어 쉬셩차오는 최근 발표된 논문에서 중국 엔지니어들이 이러한 문제점들을 어떻게 해결했는지 상세히 설명했다. 중국 연구진은 저진공 철강-콘크리트 튜브, AI 구동 자기 댐퍼, 군용 등급의 정밀 구조와 고속철도 건설 경험을 혁신적으로 융합해 하이퍼루프의 기술적 난관을 극복했다고 밝혔다.
하이퍼루프의 치명적 결함 중 하나였던 값비싼 금속 파이프 의존도 문제는 강철 쉘과 진공 밀봉 콘크리트를 결합한 복합 N자형 빔으로 해결했다. 내부에는 에폭시 코팅된 철근과 유리 섬유 보강재로 이루어진 미로 구조를 만들어 자기 저항을 중화시켰으며, 이는 에너지 손실을 1/3 이상 감소시키는 중요한 혁신이었다.
또한, 온도 변화에 대응하기 위해 주름진 강철 확장 조인트를 사용했고, 레이저 유도 장력 그리드는 킬로미터에 걸쳐 0.05mm 이내의 정렬을 보장했다. "강철은 장력에 저항하고, 콘크리트는 압축을 처리하며, 함께 밀폐된 요새를 형성한다"고 연구팀은 설명했다.
시험 결과에 따르면, 이 튜브는 혹독한 기후 조건에서도 진공에 가까운 무결성을 유지했으며, 이는 기존에 콘크리트로는 불가능하다고 여겨졌던 성과다. 시속 1,000km에서 발생하는 기하급수적인 자기 저항 문제도 코어 재설계와 초전도 코일 재배치를 통해 자속을 최적화하고 저탄소 강철 그리드로 기존 철근을 대체함으로써 해결했다.
연구팀은 진공 상태에서 무너지는 표준 콘크리트의 한계도 극복했다. 현무암 섬유, 실리카 흄 및 사전 진공 경화를 혼합한 새로운 콘크리트를 개발해 균열 없이 수십 년 동안 거의 진공에 가까운 압력을 견딜 수 있게 했다.
2024년 7월 22일, 중국 과학자와 엔지니어들은 역사적인 시험 주행에 성공했다. 저진공 튜브 내에서 차량이 고속으로 가속하며 지상 22cm 상공에서 완벽하게 호버링했고, 편차가 거의 0에 가까운 상태로 2km 트랙을 주행했다. 튜브 벽에 설치된 광섬유 센서는 미세한 움직임을 감지해 초전도 전류를 실시간으로 조정했으며, 비상 에어록과 내압 캐빈은 안전 문제도 해소했다.
중국의 접근 방식은 머스크의 복잡한 비전과 달리 모듈화에 중점을 두었다. 조립식 튜브 섹션을 대량 생산해 비용을 60% 절감했고, 분산형 진공 펌프로 에너지 사용을 줄였으며, AI 알고리즘을 통해 유지 관리 요구사항을 예측했다. 연구진에 따르면 이 프로젝트는 단순한 실험실 실험이 아니라 향후 길이 확장이 계획된 확장 가능한 시스템이다.
그러나 여전히 해결해야 할 과제도 남아있다. 시속 1,000km 운송 시스템의 상업화를 위해서는 베이징-상하이 노선에만 수천억 위안의 비용이 필요하며, 더 긴 튜브의 열팽창과 승객 비상 프로토콜 등은 아직 테스트되지 않았다.
중국의 이러한 성과는 머스크가 포기했던 하이퍼루프의 꿈에 새로운 가능성을 불어넣고 있다. 고속철도 건설 경험과 첨단 기술의 융합을 통해 중국은 초고속 진공관 운송의 미래를 현실로 만들어가고 있으며, 이는 전 세계 교통 혁명으로 이어질 잠재력을 지니고 있다.
신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com
