'달 거주' 꿈꾸는 美…24시간 돌리는 초소형 원전 만든다

미국 NASA, 3개 기업에 1년간 500만달러 투자
3개 기업으로 록히드마틴, 웨스팅하우스, IX 선정

미국항공우주국(NASA)이 달 표면에서 가동할 초소형 원전 상상도. / 사진=미국항공우주국(NASA)

세계 각국이 달 탐사를 목표로 하고 있지만 미국은 한 걸음 더 나아가 달 거주를 추진하고 있다. 이를 위해 24시간 365일 쉬지 않고 전기를 생산하는 초소형 원전 개발에 열을 올리고 있다.

21일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)과 미국에너지부(DOE)는 10년 내 달 표면에서 '핵분열 전력 시스템'을 설계해 실증할 3개 기업을 선정했다. 3개 기업은 록히드마틴, 웨스팅하우스, IX(인튜이티브 머신즈와 엑스에너지 합작기업)이다. 이들 기업은 미국 DOE의 아이다호 국립연구소와 1년 계약을 체결하고 500만달러(약 65억원)를 투자받는다. 각 기업은 40kW(킬로와트)급 초소형 원전의 예비 설계를 담당한다.

달에서 초소형 원전 왜?

달은 낮과 밤이 14일을 주기로 바뀌는 곳이기에 태양에서 멀어지거나 그늘진 곳에서 태양광을 사용할 수 없다. 원전은 핵연료의 핵분열을 통해 열을 발생시키고 그 열에너지로 전기를 생산하는 발전 방식으로 24시간 365일 전력 생산이 가능하다.

달에는 지구와 달리 물이 없고, 달의 중력은 지구의 6분의 1에 불과하다. 이 때문에 지구에서 물을 냉각재와 감속재로 사용하는 경수형 원자로는 활용할 수 없고, 중력을 고려해 설계한 안전 시스템도 쓸 수 없다. 우주에서 쓰이는 초소형 원전은 물과 중력을 활용할 수 없어 혁신적인 설계가 필요하다. 미국 NASA와 DOE가 기업들에게 연구비를 투입해 초소형 원전 개발에 나선 이유다.

앞서 2018년 5월 미국 NASA와 로스앨러모스 국립연구소는 달에서 쓰일 수 있는 초소형 원전을 설계했다. 당시 미국은 kW급 전기 출력을 내는 원자로를 개발했다는 의미로 '킬로파워'(kilopower)라는 이름을 붙였다. NASA는 10년간 10kW 전기를 생산하는 초소형 원자로 4기를 설치하면 우주 기지에서 4~6명이 생활하며 탐사 장비를 운용할 수 있다고 발표했다. 여기에 이번 프로젝트를 통해 원자로 설계를 더 발전시키기로 한 것이다.

짐 로이터 미국 NASA 우주기술미션국 부국장은 3개 기업을 선정하고 "새로운 기술은 달, 화성 그리고 그 너머에 대한 우리의 탐사를 이끌어줄 것"이라며 "이러한 초기 설계를 개발하는 것은 우리가 또 다른 세상에서 인간이 장기적으로 존재하도록 하기 위한 토대를 마련할 것"이라고 말했다.

존 와그너 아이다호 국립연구소장도 "이번 프로젝트는 미국이 달에 원자로 세우는 데 있어 달성할 수 있는 첫걸음"이라며 "이 팀들의 성과를 고대하고 있다"고 했다.