美 NASA, 2030년 달 원자력발전소 건설…中·러 제치고 우주 에너지 패권 선점

미국 항공우주국(NASA)이 2030년까지 달 표면에 원자력 발전소를 건설하겠다는 청사진을 제시했다. 미국 우주 전문매체 스페이스닷컴은 14일(현지 시각) NASA가 미국 에너지부(DOE)와 달 표면 전력 시스템 구축을 위한 업무협약을 체결하고, 아르테미스 프로그램을 뒷받침할 원자력 기술 개발에 공식 착수했다고 보도했다.

이번 협약은 극한 달 환경에서 인류가 장기 체류하기 위해 필수인 지속적 전력 공급을 국가 과제로 공식화했다는 점에서 주목을 끈다. 재러드 아이작먼 NASA 국장은 지난 13일 성명에서 "미국은 달로 복귀해 그곳에 머무를 수 있는 기반 시설을 구축하고, 화성과 그 너머를 향한 다음 단계에 투자하고 있다"면서 "이러한 미래를 실현하려면 원자력 활용이 필수"라고 강조했다.


NASA와 에너지부는 이번 협약을 통해 100㎾급 핵분열 시스템 개발에 주력할 방침이다. 100㎾는 약 80가구에 전력을 공급할 수 있는 규모다. 이는 NASA가 2023년 록히드마틴, 웨스팅하우스, IX(인튜이티브머신스와 엑스에너지 합작법인) 등 3개 기업에 각 500만 달러(약 73억 원)를 지급하며 연구한 40㎾급 설계안보다 2.5배 확대된 용량이다.

크리스 라이트 미국 에너지부 장관은 "맨해튼 프로젝트부터 아폴로 계획에 이르기까지 미국은 과학과 혁신이 결합할 때 세계를 선도해 왔다"며 "이번 협약은 그러한 유산을 잇는 중요한 발걸음"이라고 말했다. NASA는 이미 카시니 토성 탐사선, 큐리오시티와 퍼시비어런스 화성 로버 등에 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)를 전력원으로 사용해 왔으나 달 기지용 시스템은 이보다 훨씬 큰 전력을 생산하는 본격 핵분열 원자로 형태가 될 전망이다.
원자력을 주력 에너지원으로 지목하는 이유는 태양광 발전의 명확한 한계 때문이다. 달은 밤이 14.5일 동안 지속되며, 특히 유인 기지가 들어설 남극 지역은 햇빛이 전혀 들지 않는 영구 음영 지역이 많다. 핵분열 시스템은 기상 조건이나 일조량에 관계없이 수년간 안정적으로 전기를 생산할 수 있어 기지 내 공기 정화 장치, 온도 조절 시스템, 연구 장비 가동에 필수다.


미국의 이번 행보는 중국·러시아와 벌이는 우주 경쟁과도 직결돼 있다. 러시아 국영 우주 기업 로스코스모스는 지난해 12월 중국과 함께 2033~2036년까지 달 표면에 원자력 발전소를 건설하겠다고 발표했다. 이 원자로는 양국이 공동으로 추진하는 국제월면연구기지(ILRS)에 전력을 공급할 예정이다.

미국 교통부 장관인 션 더피는 지난해 8월 "우리는 달을 향해 경쟁 중이다. 중국과 경쟁하고 있다"며 "달 기지를 운영하려면 에너지가 필요하다"고 강조했다. 업계에서는 달에 먼저 원자로를 배치하는 국가가 사실상 출입 통제 구역을 선포할 수 있어 우주 공간에서 에너지 패권 경쟁이 가속화될 것이라는 분석이 나온다.

달 원자력 발전소 건설은 단순히 전력을 공급하는 차원을 넘어 화성 탐사를 위한 기술 실증 의미도 크다. 화성 역시 대기가 희박하고 먼지 폭풍이 잦아 태양광 발전 효율이 낮기 때문에 달에서 원자로 운용 경험은 인류의 심우주 진출 여부를 결정짓는 핵심 지표가 된다.
다만 우주 과학계 안팎에서는 원자로를 실은 로켓이 발사 과정에서 사고가 날 경우 방사능 물질이 확산할 위험성을 지적한다. 달 표면의 극한 온도 변화와 방사선 환경에서 원자로가 고장 없이 장기간 가동될 수 있는지 기술 검증도 더 필요하다는 의견이 우세하다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com