중국에 ‘인공 달’이 뜬다는 소식이 화제이다. 가로등 대신 중국 지방 도시의 밤거리를 환하게 비춰줄 ‘조명 위성(illumination satellite)’이 그것. 이 위성을 우주에 띄워 도시 전체를 밝힌다는 야심 찬 연구가 진행 중이다. 밤하늘에 달이 2개라니…, 어떻게 이런 기술이 가능할까.
지난 10월 18일 중국 ‘인민일보’는 쓰촨(四川)성에 있는 청두(成都)시가 2020년 초까지 달처럼 빛을 내는 ‘조명 위성’을 지구 궤도에 띄울 예정이라고 밝혔다. 일명 ‘인공 달’이다. 인공 달은 도시 거리의 조명을 완전히 대체하기 위한 프로젝트. 진짜 보름달처럼 둥글고 환한 빛을 내기 때문에 마치 하늘에서 또 하나의 달을 보는 듯한 효과를 불러일으킬 것이라는 얘기다. 즉 중국인들이 매일 밤 보름달을 보게 되는 셈이다.
진짜 달은 표면이 흙과 암석으로 되어 있다. 인공 달도 그렇게 만들까. 인공 달은 진짜 달과는 전혀 다른 재료로 제작된다. 거울처럼 빛을 잘 반사할 수 있는 소재로 파라볼라 안테나(초대형 접시 안테나) 같은 원형판을 만들어 부착한 인공위성이 바로 인공 달이다. 이 ‘조명 위성’이 완성되면 지구 상공 약 3만6000㎞ 높이의 정지궤도에 쏘아 올린 다음 곧바로 반사체인 원형판을 펼쳐 태양빛을 지상으로 반사할 거라는 게 전문가들의 추정이다.
인공 달을 정지궤도에 올리는 이유는 뭘까. 매일 밤 청두에 태양빛을 반사시키려면 인공 달이 고정된 하늘에 있어야 하는데, 정지궤도에서는 독특하게도 지구의 자전주기와 같은 주기로 인공위성이 공전하므로 지구에서 볼 때 항상 정지해 있는 것처럼 보인다.
인공 달, 즉 ‘조명 위성’은 매일 밤 8시간씩 빛을 발산한다. 달빛의 밝기는 진짜 보름달보다 8배나 더 밝다. 지구상에서 볼 수 있는 노을(dusk)과 비슷한 정도의 빛을 발산하는 것. 이 정도의 밝기면 진짜 달빛을 보완하면서 청두 시내 가로등을 대신하기에 충분하다. 청두 중심지 밤거리를 밝혀 가로등을 쓰지 않도록 하는 게 인공 달빛의 목표다. 인공 달빛이 밝힐 수 있는 범위는 직경 10〜80㎞ 이내, 정확한 조명 범위는 수십m 단위로 제어된다.
이 야심 찬 계획은 대체 누가 창안했을까. ‘청두 항공과학기술 마이크로일렉트로닉스시스템 연구소(Casc)’의 우 천펭(Wu Chunfeng) 소장이다. 10월 9~15일 청두에서 열린 2018년 ‘전국 집단 혁신 및 기업가정신을 위한 모임’에 참석한 그는 인공 달 프로젝트와 관련한 중요 계획을 발표했다. 그는 “이미 수년 전부터 인공 달을 띄우기 위한 기술을 개발하기 시작해 이제는 충분한 기술력을 확보했고, 앞으로 2년간 본격적인 시뮬레이션과 설치를 위한 작업을 진행하면 2020년쯤 인공 달을 띄울 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이 계획이 중국 정부나 청두시로부터 어느 정도 지원을 받고 있는지는 알려지지 않고 있다.
우 소장은 어떻게 이와 같은 ‘인공 달’ 프로젝트를 생각해냈을까. 인민일보는 그가 오래전의 한 프랑스 화가에게서 아이디어를 얻었다고 전하고 있다. 지구 위에 거울로 만든 목걸이를 띄워놓으면 일 년 내내 태양빛을 반사시켜 한밤중에도 파리 거리를 밝힌다는 것이 그 화가의 발상이었다. 만일 중국이 이 프로젝트에 성공한다면 세계 최초의 인공 달 보유 국가가 된다.
하지만 중국의 인공 달 성공 가능성에 의문을 제기하는 시선도 있다. 보름달 같은 인공 달에 도전장을 내민 나라들이 있었지만 성공한 사례가 아직 없기 때문이다. 그럼에도 우 소장은 인공 달을 꼭 성공시켜 중국의 과학적 혁신과 모험적 활동에 지표로 삼겠다는 각오다. 그의 성공이 기대된다.
생태계 악영향 우려 목소리도
인공 달을 만들려는 시도는 이번이 처음이 아니다. 1990년대에 러시아 과학자들이 처음으로 도전했다. 러시아의 연구는 1993년부터 이뤄졌다. 그리고 1999년 러시아 우주정거장 미르호 주변에 알루미늄으로 코팅 처리한 직경 25m 반사판 ‘즈나먀(Znamya·러시아어로 깃발)’를 설치하고, 태양빛을 반사시켜 지구로 내보내려는 인공 달 실험을 한 바 있다.
반사판은 지정된 지역에 보름달 정도의 빛을 반사시킬 만큼의 수준급이었다. 하지만 반사판이 우주정거장 안테나에 걸리는 바람에 달빛이 지구 표면에 도달하지 못하고 실패로 끝났다. 당시 인공 달 실험은 야생동물의 생태 등을 방해하는 빛 공해 논란에 휩싸이기도 했다.
이후 노르웨이에서 인공 달 프로젝트를 추진했다. 노르웨이 남부 골짜기 사이에 위치한 리우칸(Rjukan)마을에 태양빛을 반사시키기 위한 거대한 거울이 설치된 것. 북극 가까이에 위치한 이 마을은 온종일 해가 안 뜨는 극야(polar light)와 저온현상이 나타나는 곳이었다. 이를 해결하기 위해 2013년 컴퓨터로 제어되는 3개의 거대한 거울을 만들어 고지대에 설치했다.
이 거울은 태양의 움직임을 추적하며 다양한 각도로 빛을 반사해 마을 광장에 비추는 식으로 작동했다. 그러나 너무 작은 크기의 거울이 한계를 드러냈다. 반사율이 낮아 마을에 따뜻한 태양빛을 반사시키려던 당초 기대에 미치지 못했던 것. 비록 효과를 거두지는 못했지만 인공 달 덕분에 리우칸마을은 많은 사람들이 찾는 관광명소가 되었다.
인공 달 설치는 이미 우리의 가시권에 접어들었다. 하지만 일각에서는 인공 달에 대한 우려의 목소리도 내놓고 있다. 빛 공해가 발생해 사람들의 일상이나 생태계에 악영향을 미칠 수 있다는 이유에서다. 이에 대한 중국 과학자들의 생각은 다르다. 중국 인공 달 프로젝트에 참여하고 있는 하얼빈공과대학 광학기술연구소 강 웨이민(Kang Weimin) 소장은 “조명 위성에서 반사된 빛은 황혼처럼 은은하고 부드러운 수준의 빛을 띠기 때문에 동물의 일상에 영향을 미치지 않을 것으로 확신한다”고 말할 정도다.
일부 우려에도 불구하고 중국의 인공 달 프로젝트는 치밀하게 착착 진행되고 있다. 그만큼 환경에 자신감이 있다는 의미이다. 과연 중국이 인공 달을 성공시켜 과학기술의 혁신을 이룰까. 중국에 과학계의 시선이 집중되고 있는 요즘이다.