'플라즈마 엔진' 경쟁, 미국 '예산난' 속 중·러에 뒤처지나

중국 엔지니어들이 강력한 신형 플라즈마 엔진을 공개하며, 화성 등 심우주 탐사를 위한 플라즈마 기술 개발 경쟁에서 앞서 나갈 발판을 마련했다. 이는 미국의 예산 부족 속에서 중국과 러시아가 플라즈마 엔진 개발 경쟁에서 주도권을 잡을 수 있다는 분석을 낳고 있다고 16일(현지시각) 홍콩에서 발행되는 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 보도했다.

중국 시안항공우주추진연구소가 개발한 '고추력 자기 플라즈마 추진기'는 최대 출력 100kW로 안정적인 작동을 달성했다. 연구소는 3D 프린팅 재료와 고온 초전도 자석 기술을 활용해 행성 간 화물 운송 및 심우주 탐사에 적합한 엔진을 개발했다고 밝혔다.

플라즈마 엔진은 전기를 이용해 플라즈마를 생성하고 이온을 방출하여 추력을 얻는 방식으로 작동한다. 기존 화학 연료 엔진보다 추력은 낮지만 효율성이 높아 장거리 우주 여행에 적합하다. 특히 자기 플라즈마 엔진은 아르곤 등 작동 유체를 이온화한 후 전자기장을 이용해 플라즈마를 고속 입자 흐름으로 가속하는 방식으로 더욱 높은 효율성을 제공한다.

연구소 측은 이번에 개발된 엔진이 "중국의 대형 및 초대형 우주선이 과학 연구와 우주 임무를 수행하는 데 강력하고 신뢰할 수 있는 동력 지원을 제공할 것"이라고 밝혔다.
이러한 중국의 발전은 미국의 플라즈마 엔진 개발을 앞지를 가능성을 시사한다. 현재 미국에서 가장 발전된 플라즈마 엔진은 이론상 200kW의 출력과 73%의 효율성을 갖췄지만, 지속적인 고출력 작동 시 80kW를 넘지 못했다.

한편, 러시아는 플라즈마 엔진 개발 분야에서 선두를 달리고 있는 것으로 평가받는다. 러시아 국영 원자력 기업 로사톰은 지난 2월 80%의 효율성을 가진 300kW 엔진 프로토타입을 공개했다.

로사톰 측은 이 엔진을 사용하면 화성까지 30~60일 안에 도달할 수 있다고 밝혔다. 이는 기존 엔진으로 1년이 걸리던 화성 여행 시간을 획기적으로 단축하는 것으로, 우주비행사의 우주 방사선 노출 위험을 줄이고 귀환 가능성을 높이는 데 기여할 수 있다.

하지만 화성 탐사 경쟁은 현재 중국과 미국이 주도하고 있다. 두 국가는 로봇 탐사선을 화성에 성공적으로 착륙시킨 유일한 국가다. 중국 국가우주국(CNSA)은 최근 '톈원 3호' 화성 탐사 임무에 국제 과학 프로젝트를 초청하며, 2028년 발사를 목표로 지구로 샘플을 가져오는 데 박차를 가하고 있다.

반면, NASA의 화성 샘플 회수 임무는 2033년을 목표로 하고 있지만, 트럼프 대통령의 예산 삭감 명령으로 불확실성이 커지고 있다. 중국과 미국은 모두 2030년대에 유인 화성 탐사를 계획하고 있으며, 우주비행사를 더 빨리 화성에 보낼 수 있는 플라즈마 엔진 개발은 이러한 목표 달성의 핵심 요소가 될 수 있다.

이처럼 중국과 러시아가 플라즈마 엔진 개발에 박차를 가하는 가운데, 미국의 예산 부족은 화성 탐사 경쟁의 판도를 바꿀 수 있는 변수로 작용할 전망이다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com