‘비(非)인간 존재’라 주장하며 12일(현지시간) 멕시코 의회 청문회에 등장한 미라. 연합뉴스 제공

미국 항공우주국(NASA)이 ‘미확인 비행 현상(UAP)’ 연구팀 조사 결과 미확인 비행 현상과 외계인 간 연관성을 찾지 못했다고 결론냈다.

NASA는 14일(현지시간) ‘UAP 독립 연구팀 보고서’를 공개하면서 “UAP가 외계에서 기원했다는 증거를 찾지 못했다”고 밝혔다. 그러면서 UAP 전담 연구팀을 꾸려 향후 과학적으로 엄격하고 투명하게 조사하겠다고 발표했다.

‘미확인 비행 물체(UFO)’라는 단어로 더 잘 알려진 UAP는 상공에서 목격됐지만 설명할 수 없는 현상을 지칭하는 공식 용어다. 수십 년간 곳곳에서 UAP를 목격했다는 진술이 잇따르면서 1940년대엔 미군이 나서 하늘에서 목격된 ‘비행접시’에 대한 조사 보고서를 작성하기도 했다. 당시 보고서의 결론은 NASA가 주도해 UAP 연구를 이끌어야 한다는 것이었다.

당국이 UAP에 대한 증거를 은폐하고 있다는 비판이 일면서 NASA는 2022년 6월 천체물리학자, 우주비행사 등 전문 연구 인력으로 구성된 UAP 독립 연구팀을 구성했다. 연구팀은 2022년 10월부터 1년 간 UAP와 외계인 사이의 관련성을 규명하기 위한 연구를 진행했다.

연구팀은 “지금까지 수집된 기록은 불완전할 뿐만 아니라 출처도 불확실하다”며 UAP의 존재를 입증하기엔 고품질의 관측 자료가 부족하다는 결론을 내렸다. 또 “UAP 관측이 과학적인 목적 하에 설계된 것이 아니라 우연히 이뤄진 경우가 많다”고 설명했다.

NASA는 독립 연구팀의 권고에 따라 UAP의 존재 여부를 연구할 수 있는 전담 연구팀을 꾸렸으며, 연구 책임자를 임명했다고 발표했다. 전문지식을 활용해 과학적으로 엄격한 방식으로 투명하게 데이터 수집을 하겠다는 방침이다. 인공지능(AI)을 활용한 데이터 분석 기법도 적용한다고 밝혔다. 다만 연구 책임자의 이름은 밝히지 않았다.

빌 넬슨 NASA 국장은 이날 발표에서 연구팀 발족에 대해 “NASA가 UAP를 진지하게 조사하기 위해 구체적인 행동에 나선 건 이번이 처음”이라고 말했다.

NASA가 UAP와 외계인의 관련성을 부정하고 나선 가운데 지난 12일 멕시코 의회 청문회에서는 ‘비(非) 인간 존재’임을 주장하는 정체불명의 미라가 공개돼 주목을 받았다. 2017년 페루 나스카 인근 모래 해안에서 발견된 것으로 알려졌다. 해당 미라를 공개한 멕시코 언론인 하이메 마우산은 “외계인이라고 부를 순 없지만, 지구상에 존재하는 어떤 존재와도 관련없는 비 인간 존재”라고 주장했다.

지난 8일 모로코 마라케시 지역 CCTV에 찍힌 지진광의 모습. 하늘의 왼쪽 부분에 원인을 알 수 없는 푸른 빛이 발생하고 있다. 트위터 영상 게시물 캡처.

3000명에 가까운 사망자가 보고된 강진이 발생한 모로코 상공에서 지진이 발생한 시점에 원인을 알 수 없는 빛이 발생했다는 사실이 주목받고 있다. 전문가들조차 이 현상의 정확한 원인을 아직 설명하지 못하고 있다.

지난 8일 북아프리카 모로코의 마라케시 지역에서 규모 6.8의 지진이 발생했다. 120년 만에 6 이상의 강진이 발생하며 12일 기준 2862명의 사망자와 2562명의 부상자가 발생한 것으로 전해진다. 산악지대에 위치한 집들이 무너지면서 구조에 어려움을 겪고 있으며 앞으로 희생자 규모는 더욱 커질 전망이다.

지진 발생 당일인 8일 녹화된 마라케시 지역의 CCTV 영상에는 하늘에서 정체불명의 빛이 발생하는 모습이 담겼다. 이는 ‘지진광’으로 불리는 현상이다. 지진이 발생하는 장소의 상공에서 관찰되는 빛이다.

카렌 대니얼스 미국 노스캐롤라이나주립대 물리학과 교수는 뉴욕타임스를 통해 “많은 사람들이 계속 관심을 갖는 현상이지만 아직 원인이 밝혀지지 않은 미스터리 중 하나”라고 지진광을 설명했다.

존 E. 에벨 보스턴대 지구환경과학과 교수가 지진 역사에 대해 기록한 책을 보면 이러한 빛은 수 세기 전 기록에도 남아 있다. 18~20세기 유럽과 아메리카 대륙에서만 지진 관련 공중 발광 현상에 대한 보고가 65건에 달다.

해당 보고들에 의하면 지진광은 하늘 높이 나타나기도 하고, 수평선 가까운 곳에서 발생하기도 한다. 몇 분간 지속되거나, 번개처럼 번쩍이고 만다는 보고도 있다. 빛의 색깔도 다양하게 기록되고 있다. 단, 이는 모두 관찰자에 의한 관찰 보고이기 때문에 어떤 게 진실인지, 또 어떤 게 착각이거나 거짓인지는 알기 어렵다.

하지만 지진광 현상이 상상의 산물은 아니다. 오늘날에는 차량용 블랙박스, 스마트폰 등을 통해 영상 기록으로 증거가 남아 있기 때문이다.

이처럼 관측 증거가 있음에도 불구하고 지진광이 미스터리처럼 존재하는 것은 연구하기 힘든 대상이기 때문이다. 지진이 언제 발생할지 예측하기 어려운 만큼, 지진광 또한 발생 시점을 알 수 없어 연구를 진행하기 어렵다.

지진광의 발생 원인을 예측한 가설들은 존재한다. 지각판 사이의 마찰이 전기를 발생시키면서 발생한다는 설이 있다. 지진이 일어날 때 지각에 응력이 가해지는데 이때 발생한 공기 덩어리의 이온화로 플라즈마가 형성돼 빛이 발생한다는 설도 있다. 지진으로 송전선이 흔들리면서 전기 방전이 일어나 나타난 현상이라는 분석도 있다. 미국 지질조사국에 의하면 지진과 지진광은 서로 연관성이 없다고 보는 전문가들도 있어 아직까지는 불가사의한 현상으로 인지되고 있다.

김현태 영국원자력청(UKAEA) 연구원이 핵융합실험장치 ‘제트’의 내부를 설명하고 있다. 컬햄=박정연 기자 hesse@donga.com

핵융합에너지 강국으로 꼽히는 영국이 차세대 핵융합실험장치 선두주자 재탈환을 노리고 있다. 그간 핵융합에너지계 실험장치의 대표주자로 꼽혔던 ‘제트(JET, Joint European Torus)’가 올해 말 40년 동안의 활동을 멈추고 은퇴를 앞둔 시점에서 차세대 장치를 내놓는다. 현존 최대 규모로 건립이 추진 중인 핵융합실험장치 ‘ITER(국제핵융합실험로)’와 다른 방식으로 차별화도 노린다.

영국 런던에서 2시간 가량 떨어진 도시 컬햄에는 영국 핵융합실험장치 개발을 주도하는 기관인 영국원자력청(UKAEA)이 있다. 7월 찾은 UKAEA는 부지 내 공사로 분주했다. UKAEA 관계자는 “핵융합에너지 관련 스타트업 사무실 등이 들어설 예정”이라며 “차후 민간과 기관 간의 협력을 활성화할 것”이라고 말했다. 실제 핵융합에너지 상업화에 대한 UKAEA의 의지가 엿보였다.

핵융합에너지 발전의 ‘대부격 장치’로 불리는 JET는 드넓은 UKAEA 부지 내에서도 한참을 돌아봐야 만날 수 있었다. ‘JET의 방’이라고 이름 붙여진 철문 너머에 자리해 있었다. JET 자체를 볼 수는 없었지만 JET의 구조를 그대로 재현한 실물 크기의 모사물을 자세히 살펴보는 것은 가능했다. 동행한 김현태 UKAEA 연구원은 “JET가 은퇴한 이후에도 내부의 성분이나 그동안의 데이터 등 다양한 분석이 이뤄질 것”이라고 설명했다.

1983년 건설된 제트는 당초 8년 동안 운영될 예정이었지만 예상을 웃도는 성과를 내놓으면서 운영이 연장됐다. 1991년 세계 최초로 중수소와 삼중수소를 통한 플라즈마를 생성하는 데 성공했다. 1997년 중수소와 삼중수소의 핵융합을 통해 21.7메가줄의 열에너지를 생산해냈다. 지난해에는 핵융합 반응 실험을 통해 5초 동안 약 59메가줄(MJ)의 열에너지를 생성하는 데 성공했다.

UKAEA의 핵융합장치 ‘제트’의 모형 내부. 컬햄=박정연 기자 hesse@donga.com

UKAEA는 이제 JET의 뒤를 잇는 후계자 개발에 착수했다. 차세대 핵융합 실험장치의 이름은 ‘스텝(STEP, Spherical Tokamak for Energy Production)’이다. 폴 메스벤 UKAEA 스텝 개발국장은 “스텝은 산업계에 직접적인 영향력을 미칠 정도의 에너지를 생산할 것”이라고 자신감을 표했다. 핵융합에너지계 관심을 한몸에 받고 있는 스텝은 7월 영국 옥스퍼드에서 열린 ‘핵융합공학심포지엄2023(SOFE2023)’에서 처음으로 청사진을 제시했다.

스텝은 현재 핵융합에너지발전장치의 주류로 여겨지는 토카막과는 다른 형태를 취한다. 외부에 전자석이 붙은 도넛 형태 용기에 플라스마를 가두는 토카막과 달리 구(球) 모양이다. 이러한 모양을 갖기 때문에 ‘동그란(Spherical) 토카막 핵융합에너지 발생장치’란 이름이 붙었다. 총 길이는 약 14m 정도가 될 예정이다. 김 연구원은 “완성된 스텝은 마치 사과와 같은 모양을 갖게 될 것”이라고 말했다.

스텝이 취하게 될 토카막 형태는 ‘스페리컬 컬럼’이라 불린다. UKAEA가 스페리컬 컬럼에 주목하는 이유는 핵융합발전장치가 이 형태를 취했을 때 일종의 ‘무한동력’이 발생하기 때문이다.

UKAEA의 핵융합장치 ‘제트’의 실물 크기 모형. 컬햄=박정연 기자 hesse@donga.com

UKAEA가 최근 실시한 연구에 따르면 스페리컬 컬럼 형태는 내부에서 에너지가 위와 아래로 순환한다. 이같은 순환 현상을 통해 ‘24시간 자급자족 발전’이 가능할 수 있다는 설명이다.

김 연구원은 “스텝은 이제 막 구상 단계지만 ITER보다 작은 규모로 디자인됐기 때문에 건설 속도가 빠를 것으로 예상된다”고 말했다. 개발 기간을 단축하기 위해 인공지능(AI)를 활용해 최적의 설계전략을 찾고 있기도 하다.

그는 이어 “도넛 모양 토카막인 ITER와 스텝이 서로 경쟁하면 어느 형태의 토카막 장치가 핵융합에너지 장치 상용화에 적합한지 알 수 있게 될 것”이라고 말했다. 핵융합장치의 새로운 패러다임이 정해질 것이란 설명이다.

제트의 뒤를 잇는 스텝은 최근 부지선정 작업까지 완료했다. 댄 울프 UKAEA 스텝상용화 책임자는 “노팅엄셔주 북부 석탄발전소 부지가 스텝의 새로운 보금자리가 될 것”이라며 “2050년 전 시범가동을 목표로 하고 있다”고 말했다.

JET이 실시하는 실험과 그 결과를 분석하는 모니터링 룸. 컬햄=박정연 기자 hesse@donga.com

[편집자주] 에너지는 경제성장, 국가안보와 직결됩니다. 석유 등 화석연료 기반 에너지원은 일부 국가가 선점하고 있는 데다 탄소중립이라는 전지구적인 도전에 직면하고 있습니다. 핵융합에너지는 꿈의 청정 에너지원입니다. 기술을 주도하는 국가가 에너지 패권 경쟁에서 우위를 점할 것으로 점쳐지고 있습니다. 수십년간 기술 확보를 위한 세계 각국의 노력들이 최근 가시화하고 있습니다. 이미 핵융합에너지 기술을 주도하고 있는 한국도 2050년 핵융합에너지 실증 비전을 최근에 제시했습니다. 동아사이언스는 핵융합에너지 기술 확보를 둘러싼 전세계의 움직임을 짚어보고 기술혁신의 중요성을 공유하기 위해 ‘레디! 퓨전’ 기획 시리즈를 연재합니다.

양형렬 ITER조립팀장이 조립동(어셈블리 홀)에서 이뤄지는 작업들을 소개하고 있다. 카다라슈(프랑스)=박정연 기자 hesse@donga.com

“이 문 너머부터는 실제 장치에 필요한 작업을 수행하기 위한 공간입니다. 직경 30m정도 되는 큰 깡통이 이 문을 통해 드나든다고 생각하면 됩니다.”

지난 7월 방문한 프랑스 남부 카다라슈 소재 국제핵융합실험로(ITER) 조립동은 세계 최대 규모의 핵융합실험로가 만들어지는 공간임을 실감할 수 있었다. 조립이 이뤄지는 공간은 높이 60m, 무게 500t의 거대한 문으로 분리돼 있다. 조립하는 공간의 청결도를 유지하기 위해 외부 작업 공간을 완벽하게 차단한다.

문을 열고 들어선 내부엔 초고온 플라즈마를 가두기 위한 진공용기가 구축된다. 중성자와 열의 유출을 막기 위한 진공용기는 각각 4개의 세그먼트로 구성된 섹터와, 섹터를 감싸는 초전도자석인 TF코일 그리고 열차폐체가 조립된다. 초전도자석은 영하 268도 환경에서 막대한 전기 에너지를 전달한다. 열차폐체는 초고온 플라즈마와 진공용기 밖을 두르고 있는 초저온 상태의 초전도자석을 분리하는 역할을 한다.

총 9개로 나눠진 거대한 섹터를 모두 조립하면 도넛 모양의 토카막 장치가 완전한 모습을 갖추게 된다. 조립동을 총괄하는 양형렬 ITER 조립팀장은 “현재 3개의 섹터에 대한 조립 작업이 이뤄지고 있다”며 “1mm 오차범위 안에서 이뤄져야 하는 작업으로 엔지니어링 관점에서 매우 난이도가 높은 작업이다”라고 말했다.

ITER 조립동과 외부 작업공간을 분리하는 거대한 문. 카다라슈=박정연 기자 hesse@donga.com

● 초대형·초정밀 프로젝트, 주요 장비 제작 주도하는 한국

ITER 장치에서 섹터를 감싸는 초전도자석이 조립작업을 위해 세워져 있다. 카다라슈=박정연 기자 hesse@donga.com

유럽연합(EU), 일본, 러시아, 중국, 인도 등 7개국이 참여하는 현존 최대의 ITER에서 한국은 주도적인 역할을 하고 있다. 총 9개의 섹터 중 4개의 제작을 담당한다. 정밀한 기술력이 요구되는 조립장치도 한국의 기업이 제작했다. 진공용기 장치를 가운데에 매단 채 양쪽에서 초전도자석을 끼우는 이 장치는 아주 작은 오차도 용납되지 않는 정교한 기술력이 필수적이다.

양 팀장은 “무게 중심을 잘 맞춰 미동도 없는 상태를 만드는 것이 중요하다”며 “프랑스의 까다로운 안전기준을 준수해야 하기 때문에 아주 꼼꼼한 공정이 이뤄지고 있다”고 말했다.

조립장에 있는 수많은 장치에는 각기 다른 색의 스티커가 붙어있었다. 양 팀장은 “조립동에서 각국이 조달하는 장비는 각기 다른 색깔이 표시돼 있는데 미국은 노란색, 한국은 회색이다”라고 말했다. 조립동에서 분주하게 작업이 이뤄지고 있는 많은 장비는 회색 스티커가 붙어 있다. 차세대 에너지원이라 불리는 핵융합에너지 개발의 첨단에서 한국의 위상을 가늠할 수 있었다.

석탄에너지와 달리 에너지를 얻는 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 핵융합에너지는 ‘꿈의 에너지’라 불린다. 막대한 에너지를 만들어내면서도 환경에 부담을 주지 않기 때문에 청정 에너지라 불린다.

핵융합은 중수소와 삼중수소 같은 가벼운 원소의 원소핵들이 결합해 무거운 원자핵으로 변하면서 에너지를 내놓는 현상이다. 태양이 열을 내는 원리와 유사해 ‘인공태양’이라 불린다. 우라늄과 플루토늄 등 무거운 원소를 쪼개 에너지를 내는 핵분열을 통한 원자력 발전과는 반대되는 개념이다.

핵융합 반응이 일어나려면 1억도 이상 초고온 상태의 플라즈마(원자핵과 전자가 분리된 이온 상태)가 필요하다. 태양은 자체 질량과 중력으로 초고온 플라즈마 상태를 스스로 만들지만 지구에서는 1억도의 초고온 플라즈마를 인위적으로 만들어야 한다.

핵융합에너지는 이론적으로 약 1kg의 핵융합 연료로 1000만kg의 화석 연료와 맞먹는 에너지 생산이 가능하다. 삼중수소와 함께 에너지의 ‘연료’가 되는 중수소를 바닷물에서 무한히 얻을 수 있는 점에서 경제성 또한 높을 것으로 기대된다. ITER 제작과 조립에서 주도적인 역할을 하는 한국은 핵융합에너지 분야에서 어느덧 선두국으로 자리잡고 있다.

● 한국기업 납품한 부품 결함 발생…”첫 납품국 불가피한 시행착오, 주요 일정은 이상 無”

ITER 장치에서 초전도자석 외부에 둘러지는 열차폐막이 작업을 위해 고정돼 있다. 카다라슈=박정연 기자 hesse@donga.com

핵융합에너지 생산을 위한 길은 험난하다. 지금까지의 과학기술로 구현하지 못했던 장치를 구현하고 실험에 성공해야 한다. 주요 과학 선진국들이 대거 참여하는 ITER 프로젝트 또한 2006년 공식 출범한 이후 수 차례 일정을 수정했다.

최근에는 플라즈마 생성 실험의 연기가 잠정 결정됐다. 지난해 11월 도넛모양의 장치인 토카막을 구성하는 부품의 결함이 발견되고 인선에 변화가 일어나는 등 예상치 못한 상황들이 겹쳤기 때문이다. 부품결함의 경우 ITER 차원에서 이뤄진 조사 결과 진공용기 안에 존재하는 초고온 플라즈마와 진공용기 밖을 두르고 있는 초저온 상태의 초전도자석을 분리하기 위한 열차폐막에 문제가 있는 것으로 나타났다. 열차폐막의 일부가 부식에 취약해 헬륨이 누설된 것이다. 진공용기 부품의 치수도 원래 설계했던 것과 차이가 있었다. 문제가 발생한 열차폐막은 한국 기업이 납품해 국내 핵융합에너지계가 긴장하기도 했다.

ITER에서 만난 노창현 열차폐막 제조 엔지니어는 “ITER 내부에서 이뤄진 철저한 조사 결과 해당 부품들은 ITER 국제기구가 수행한 설계 단계부터 문제가 있었던 것으로 확인됐다”고 말했다. 그는 “한국의 기업들은 ITER 프로젝트에서 가장 먼저 장비를 납품하고 있는 만큼 예상치 못한 시행착오에 직면하기도 한다”며 “참여국들 중에서도 ‘퍼스트 무버’ 역할을 하면서 감내해야 할 부분이라 생각한다”고 말했다.

학계 일각에선 플라즈마 생성 실험이 연기되면서 ITER 프로젝트가 또한번 거대한 암초에 부딪힌 것이 아니냐는 분석도 나온다. 관련해 캐서린 맥카시 미국 ITER 프로젝트 책임자는 최근 영국 옥스퍼드에서 열린 ‘핵융합공학심포지엄 2023(SOFE 2023)’에서 “부품결함이 연구팀의 예상을 뛰어넘을 만큼 심각한 문제는 아니다”라며 “당초 2026년 예정됐던 플라즈마 생성실험은 다소 지연되겠지만 중수소와 삼중수소(DT)를 결합해 에너지를 생산하는 핵심 실험은 2035년 예정대로 진행할 것”이라고 밝혔다.

프랑스 ITER 본부 로비에 참여국들의 국기가 세워져 있다. 카다라슈=박정연 기자 hesse@donga.com

프랑스의 무더운 여름 속에서 작업에 몰두하고 있던 ITER 관계자들은 매끄럽지만은 않은 ITER의 행보에 대해 ‘의미있는 작업’이라고 말한다. 사비나 그리피스 ITER 홍보담당관은 “여러 국가가 참여하는 ITER 프로젝트의 방식은 효율성이 떨어지는 것도 사실”이라고 말하면서도 “차세대 에너지원인 핵융합에너지 기술 역량을 각국에 함양시키는 데 그 의의가 있다”고 강조했다. 그는 “ITER 프로젝트는 다국적 과학프로젝트가 어떻게 목표를 달성하는지 보여주는 중요한 사례가 될 것”이라고 덧붙였다.

김근경 ITER 기술고문은 “한국핵융합에너지연구원 소속 연구원을 비롯해 많은 한국의 연구자, 기술자들은 ITER에서 핵융합에너지 기술의 핵심 역량을 쌓고 있다”며 “이와는 별개로 대규모 국제프로젝트에 주도적으로 참여한 경험은 향후 다양한 방식으로 과학기술 역량 제고에 기여할 것”이라고 말했다.