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하늘을 나는 자동차? 아니, 땅속을 달리는 자동차!

9월 12 업데이트됨

도심의 건물들은 점점 높아지며 3차원으로 자라고 있지만, 그 밑의 도로 체계는 2차원으로 한정되어 있다. 이 때문에 3차원 공간을 모두 이용할 수 있는 교통수단의 연구가 활발히 이루어져 있으며, 특히 우버, 현대자동차를 비롯한 많은 기업들이 최근 하늘을 나는 전기 VTOL을 활발히 연구하고 있다. 하지만, 장애물들도 만만치 않다. 인구밀도가 극심히 높은 도심 속에서 저공비행을 하는 것은 매우 위험하며, 하나의 착륙장에서 수송할 수 있는 사람의 양도 매우 한정되어 있다. 또한, 날씨가 나쁠 경우 하늘을 나는 교통수단 시스템 자체가 전부 멈춰버린다는 사실을 생각하면 과연 미래에 하늘을 나는 차세대 교통수단을 볼 수 있을지 의문이 든다.

땅속으로 가자!

하늘로 갈 수 없다면, 땅속에 3차원 터널을 파면 되는 것이 아닌가? 실제로 그런 생각을 한 사람이 있다.


터널은 무궁무진한 장점들을 가지고 있다. 먼저, 터널의 개수에는 한계가 없다. 앞서 말했듯이, 터널을 통해서 3차원으로 얼마든지 내려갈 수 있기 때문에, 이론상 거의 무한한 양의 도로를 뚫을 수 있다. 현존하는 도로와는 달리 날씨에도 영향을 받지 않으며, 마치 얇은 바늘로 실을 꿰어 넣는 것처럼 주변 지형을 변화시키지 않고도 새로운 도로를 만들 수 있다. 다만, 터널에도 한 가지 단점이 있다. 그 단점은 바로 매우 비싸다는 것. 수 킬로미터의 터널을 뚫는 데 무려 조 단위의 예산이 투입된다.


대략 킬로미터 당 5000억원 다량의 예산이 드는 것을 볼 수 있다. 이 예산을 줄이는 방법에는 여러 가지가 있다. 첫째로, 터널의 두께를 줄이는 것이다. 우리가 흔히 볼 수 있는 터널의 천장은 매우 높으며, 그 말인즉슨 자동차가 다니지 않는 윗부분은 모두 낭비되는 공간이라는 뜻이다. 터널의 지름을 약 4m로 줄인다면 공사 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

터널 굴착이 비싼 이유 중 하나가 바로 느리다는 것이다. 기존의 터널 굴착은 달팽이 속도의 1/14이며, 새로 개발된 터널 굴착 방식은 달팽이와 그 속도를 겨룰 수 있을 정도로 빠르다. 굴착 속도를 빠르게 할 수 있었던 방법 중 하나가 바로 연속적 터널링이다. 기존의 터널 굴착 방식은 땅을 파고 난 후에 주변 보강을 하는 것이었다면, 새로운 굴착 방식은 이를 동시에 진행한다. 또한, 산소를 공급하기 위해 수 킬로미터에 걸친 환풍이 있어야 하는 디젤 굴착기에서 벗어나 배터리를 이용한 강력한 터널 굴착기가 사용된다. 터널 굴착을 위해 전기를 이용하려면 수 킬로미터에 달하는 전선을 이용해 전력을 공급해야 하므로, 배터리의 사용이 필수적이다.


터널 굴착기가 파낸 흙과 돌을 밖으로 빼내는 것도 큰 문제이다. 기존에 1차로 터널을 팔 때는 하나의 수송차가 수 킬로미터를 왕복하며 캐낸 돌을 실어 날아야 했지만, 1차로임에도 서로 교차할 수 있는 수송수단을 만들어 이러한 문제를 해결했다고 한다. 더불어, 굴착한 모래와 흙을 콘크리트 배합에 사용함으로서 흙을 처리해야하는데 부담해야 하는 비용과 모래를 구매하는데 지출해야 하는 비용 모두를 아낄 수 있다. 결과적으로, 현재 터널 굴착 비용은 km당 100억 정도이며, 이 비용은 무려 고속도로를 놓는 비용과 비슷하다.

그런데도 마음속에 드는 터널 속 안전에 관한 의심이 남아있다. 하지만, 실제로 터널은 지구상에서 가장 안전한 곳 중 하나이다. 각종 영화 매체들로 인해 터널이 지진에 취약하다는 대중의 인식이 있는데, 실제로 터널은 가장 안전한 곳 중 하나이다. 지진 에너지 대부분은 표면파의 형태로 전달되기 때문에, 마치 물속에 있는 잠수함이 쓰나미의 영향을 받지 않듯이 터널 역시 지진으로부터 안전하다. 터널 굴착 시 소음 문제 또한 미신에 가깝다. 회사가 계획 중인 터널은 8m 아래에서 굴착이 진행되는데, 이 깊이에서 터널 굴착을 감지하는 것은 불가능에 가깝다. 애초에 터널 굴착이 달팽이의 속도에 견줄 수 있을 만큼 느리게 진행되기 때문에, 지상에서는 보행자의 걸음으로 인한 진동에 묻힐 수 있을 정도의 작은 진동뿐이 느껴지지 않는다.

안전 문제에 대해서도 대책이 마련되어 있다. 먼저, 터널 안의 차량은 환풍 시설로 인한 공간 차지를 최소화하기 위해 반자율주행이 가능한 전기차들로만 구성된다. 지금으로서는 어렵지만, 근 10년 후의 자동차 업계가 어떻게 변화할지에 대해 생각해본다면 큰 걸림돌이 되지 않을 것이란 의견이 중론이다. 전기차들은 내연기관보다 화재가 발생할 가능성이 현저히 작으므로 화재로 인한 위험이 현저히 적다. 또, 반자율주행을 통해 터널 내 주행이 이루어진다면 기존보다 훨씬 더 빠른 속도, 그리고 훨씬 더 안전하게 운행할 수 있을 것이라 예상된다. 터널이 산을 관통하는 것이 아닌 지하 8m 아래에 있는 것이기 때문에 탈출 통로를 마련하는 것도 다른 대책들보다 훨씬 수월하다.

현재 많은 곳에서 신기술을 이용한 터널 굴착이 시범적으로 진행 중이다. 본사에는 3킬로미터가량의 시험 터널이 있다.

캘리포니아에 위치한 시범터널


또한, 현재 라스베가스 컨벤션 센터의 심각한 교통체증을 해결하기 위해 터널이 건설되고 있으며, LA 시내, 시카고 공항, 그리고 뉴욕에도 터널 굴착 계획이 마련되어 있다. 물론, 환경평가와 같은 요소들 때문에 터널 계획과 공사가 마냥 빠르게 진행되지는 않지만, 프로젝트를 진행하면 진행할수록 데이터가 축적되고, 점차 도심에서의 터널에 관한 안전성 데이터가 확보되며 더욱 빠른 확장이 가능할 것으로 기대된다.

그래서, 앞으로의 미래는 어떨까? 이 기업의 최종 목표는 도로 대부분을 대체하는 교통 시스템을 만드는 것이다. 마치 우리 신체가 짧은 거리는 모세혈관을 통해 물질을 주고받지만, 장거리 간에는 굵은 정맥과 동맥을 이용하는 것처럼, 자동차를 이용한 교통수단 역시 단거리는 2차원 도로에서, 그리고 장거리는 3차원 터널을 이용해 이동하는 효율적인 교통체계를 꿈꾸고 있다. 이런 이상적인 교통시스템이 우리 미래가 될 수 있을지는 모르겠지만, 만약 실현된다면 지금의 도로가 있는 곳에 나무와 공원, 사람이 걸을 수 있는 공간이 마련되어 훨씬 더 행복한 공간이 될 수 있을 것이라 생각된다.

참고자료

[1] https://www.boringcompany.com/


첨부 이미지 출처

[1] Twitter

[2] https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-12-19/the-big-deal-inside-elon-musk-s-little-tunnel

[3, 4] https://www.boringcompany.com/

첨부 동영상 링크

[1] https://www.youtube.com/watch?v=VcMedyfcpvQ

[2] https://www.youtube.com/watch?v=u5V_VzRrSBI

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작성자│명경민

발행호│2020년 여름호

키워드#일론머스크 #터널


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