1 개요
Artificial gravity.
인간이 만드는 가짜 중력을 가리킨다. 대개는 무중력이나 저중력 환경에서 보다 쾌적하게 생활하기 위해 지구 중력과 유사하거나 동일한 환경을 조성하는 것을 인공중력이라 하며, SF 에서는 고중력을 지구 중력 수준으로 경감하는 것도 인공중력이라 부른다.
인공중력을 발생하는 방법은 크게 셋으로 나뉜다.
2 원심력
회전축을 중심으로 하여 질량이 있는 물체를 빙빙 돌리면 회전축과 반대 방향으로 원심력이 작용하는데, 이 원심력을 중력 대용으로 이용하는 방법이다.
회전축이 있는 큰 원통이나 바퀴가 있으면 구현 가능할 것으로 예상된다. 위키러들 중에도 유원지의 놀이기구 등을 통해 이런 종류의 원심력을 경험해 본 분들이 있을 것이다.
스탠리 큐브릭/아서 C. 클라크의 SF 영화/소설인 2001 스페이스 오디세이에 등장하는 것이 대표적으로, 초반부에 등장하는 우주 정거장은 선체가 통째로 회전하며 원심력/인공중력을 발생시키고 있으며, 우주선 디스커버리호의 경우 공 모양의 선체의 적도부분에 해당하는 위치에 "회전목마"라는 회전 구획이 있어 여기에만 원심력/인공중력이 발생된다.
애니메이션의 경우 기동전사 건담에 등장하는 스페이스 콜로니가 대표적. 스페이스 콜로니는 직경이 수~수십 킬로미터에 달하는 거대한 실린더형 건축물인데, 그 장축을 회전축으로 하여 회전함으로써 그 내벽에 원심력/인공중력을 발생시킨다. 또한 기동전사 Z건담에 등장하는 우주선인 아가마에는 회전되는 부분이 있어서 그곳에만 원심력/인공중력이 작용하고, 전투시에는 회전을 멈추고 본체에 수납하는 방식으로 되어 있다.[1]
워낙 자주 등장하는 인공중력 생성방식이다 보니 잊기 쉬운 사실: 이 방법은 실제로 실험을 단 한번도 해본 적이 없다. 스카이랩부터 국제우주정거장에 이르기까지 이런 회전구획을 가진 우주 건조물은 한번도 만들어진 적이 없으며, 지구상에서는 지구중력의 영향으로 인해 제대로 모의실험을 해볼 수가 없다. 때문에 실제로 이 방법으로 인공중력을 만들어 낼 수 있을지는 아직 미지수다. 물론 원심력은 발생하겠지만, 원심력이 정말 인공중력으로서의 기능을 제대로 할지가 미지수라는 것. 특히 상당한 대규모 건조물이 아니라면 앉았다가 일어나기만 해도 걸리는 원심력의 차이가 크기 때문에...
3 가속도
장거리 우주여행을 하는 우주선에서 활용 가능한 방법이다.
우주선의 추진모터를 분사하여 지구의 중력가속도와 똑같은 가속도를 계속 걸어주면, 우주선의 진행방향과 반대방향으로 지구 중력과 똑같은 힘이 걸리게 된다. 물론 감속할 때는 가속도가 반대방향으로 걸리므로, 여행의 중간지점에 도달하면 주엔진을 일단 끄고, 우주선을 180도 선회시킨 뒤, 다시 똑같은 출력으로 주엔진을 분사하면 된다.
중력가속도라는 이름만 봐도 알겠지만 지구의 중력도 일종의 가속이므로, 이 방법을 통해 생성하는 인공중력은 지구 중력과 구별할 수 없다. 선체의 어떤 구역에서도 똑같은 인공중력이 적용되며, 그 안에 있는 사람이 자세를 바꾸거나 운동을 하더라도 체감 인공중력에는 변화가 없다. 즉 이상적인 인공중력인 셈이다.
문제라면 역시 아직은 그런 우주선을 만들 수가 없다는 것. 여행 내내 9.81 m/s²로 가속을 하려면 엄청난 양의 추진제나 굉장한 고효율의 엔진이 필요한데, 현재 이온 엔진으로는 그런 가속도를 낼 수가 없고 일반 화학로켓으로는 그렇게 오랫동안 분사를 할 수가 없다. 때문에 현재로서는 가설만 있는 엔진들, 즉 VASMIR(플라즈마 자력추진) 엔진이나 우주공간의 수소원자를 잡아먹으며 추진을 하는 램스쿱 추진 등이 개발되어야만 이런 인공중력도 실현이 가능할 것이다.
4 그 외의 방법
옛날 SF나 드래곤볼 만화에 자주 등장하는 "중력 발생" 장치를 이용하는 방법. 버크 로저스나 스타 워즈 같은 스페이스 오페라 류의 창작물에서는 우주선에서도 중력이 존재하며 다들 갑판 위를 성큼성큼 걸어다니는데, 우주의 무중력에 대해서는 아무 설명 없이 넘어가거나 중력발생장치라는 것이 있어 스위치만 넣으면 중력이 생겨나는 것으로 묘사된다. 나름 본격적인 SF 드라마인 스타 트렉 역시 중력발생장치가 등장하는데, 이는 사실 과학적인 이유에서가 아니라 궁핍한 제작 예산 때문에 무중력을 묘사하는 것이 불가능했기 때문이다.[2]
현재로서는 순수한 공상의 영역이며, 어떤 역장 따위를 걸어 진짜 중력을 발생하는 것은 불가능할 가능성이 매우 높다는 것이 현재 물리학의 주류 견해이다. 즉 "반중력"이나 "시간 여행" 등과 비슷한 취급. 그러나 우주는 넓다!