유니스트(UNIST: 총장 정무영)는 국내 대학 뿐 아니라 연구 기관 최초로 꿈의 열차이며, 초고속 교통 시스템인 '하이퍼루프'의 핵심 요소 기술 개발에 나선다고 21일 밝혔다.

하이퍼루프는 진공 튜브 안으로 캡슐 형태로 열차가 사람이나 물건을 실어 나르는 튜브형 고속열차 시스템이다. ‘하이퍼루프’는 철도 등 다른 운송수단에 비해 안전성이 높고 최소의 비용으로 건설 및 운행이 가능한 친환경운송수단으로 2013년 8월 엘론 머스크(Elon Musk)가 제시해 전 세계적으로 주목받았다.

열차가 이동하는 튜브 내부는 공기를 제거하여 공기저항을 최소화해 최대 시속 1,200km/h의 고속 주행이 가능하다.

이는 시속 800km로 이동하는 비행기보다 빠르고, KTX보다 약 4배 빠른 속도로 서울~부산까지 16분에 달릴 수 있고, 미국 서부 샌프란시스코에서 로스앤젤레스 구간을 불과 30분 안에 주파할 수 있다. 기존 열차는 물론, 항공기보다도 빠르다.

자기장을 이용해 추진력을 얻고, 바닥으로 공기를 분사해 마찰력을 줄인다. 여기에 필요한 전력은 튜브의 외벽을 감싼 태양광 패널로 얻는다.

UNIST는 유루프(U-Loop) 프로젝트를 통해 하이퍼루프의 핵심 요소인 튜브 내 공기의 저항을 줄이고, 마찰을 최소화하는 열차 부상 및 추진 기술 개발에 나선다.

프로젝트에는 5년 간 14억원의 연구비가 투입된다.

연구에는 기계 및 원자력공학부의 이재선, 이재화 교수, 전기전자컴퓨터공학부의 김효일, 정지훈, 한기진, 캐서린 김(Katherine Kim) 교수, 디자인 및 인간공학부의 정연우 교수 등이 참여한다.

하이퍼루프의 가장 큰 과제는 열차의 이동 시 발생하는 마찰과 튜브 내 공기의 저항을 줄이는 것이다.

유루프 연구진은 이를 위해 열차 앞부분과 내부에 설치할 '공기 압축기'를 자체 설계해 수축된 열차 앞 쪽 공기를 빨아들여 열차 뒤로 내보낼 계획이다.

이 경우 공기의 저항도 줄이고 추진력도 얻을 수 있다. 열차 부상 및 추진 방법은 엘론 머스크가 제안한 공기압의 차이를 이용한 방식이 아닌 자기 부상 방식을 활용할 계획이다. 자기 부상 방식은 같은 극의 자석끼리 밀어내는 자기력을 활용해 열차를 공중에 띄우고, 자기력의 밀어내는 힘과 끌어당기는 힘을 반복적으로 가해 이동하는 방식이다.

UNIST는 열차 부상 및 추진 방법은 엘론 머스크가 제안한 공기압의 차이를 이용한 방식이 아닌 자기 부상 방식을 활용할 계획이다.

자기 부상 방식은 같은 극의 자석끼리 밀어내는 자기력을 활용해 열차를 공중에 띄우고, 자기력의 밀어내는 힘과 끌어당기는 힘을 반복적으로 가해 이동한다.

하지만 자기 부상 방식은 전력 공급량이 많이 필요한 단점이 있다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 태양전지, ESS(전력 저장 배터리) 등 신재생에너지를 활용한 '지능형 전력망(Smart Grid)' 시스템을 터널의 일정 구간마다 도입한다. ‘지능형 전략망(Smart Grid)’시스템은 최적의 시간에 전력을 주고받음으로써 가장 효율적인 전력의 공급과 소비가 가능하다. 열차의 추진을 위한 최적화된 전력 공급 시스템을 구축하는 것이다.

정무영 총장은 "UNIST가 보유한 연구 역량뿐만 아니라 한국기계연구원 등 관련 연구기관과의 공동 연구를 통해 '하이퍼루프' 원천 기술을 선점할 것"이라고 말했다.

한편 UNIST는 이날 하이퍼루프 연구의 국제적 흐름과 연구 방향을 공유하기 위해 '하이퍼루프 국제 심포지엄'을 개최했다.

이번 심포지엄은 ‘자기부상열차’를 포함한 '하이퍼루프' 관련한 국내외 전문가를 초청해 UNIST가 '하이퍼루프' 연구에 나선다고 알리는 자리이다.

이날 오후 1시 30분 자연과학관 E206호에서 개최된 심포지엄에는 UNIST 이재선, 변영재, 김효일 교수를 포함해 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 크레이그 호젯(Craig Hodgetts) 교수, 데겐도르프 공대의 요하네스 클루스파이스(Johannes Kluehspies) 교수, 철도기술연구원의 이관섭 팀장, 한국기계연구원의 한형석 실장이 연사로 나섰다. 정무영 총장은 “UNIST가 보유한 연구 역량뿐만 아니라 한국기계연구원 등 관련 연구기관과의 공동 연구를 통해 ‘하이퍼루프’ 원천 기술을 선점할 것”이라며 “한국은 물론 전 세계 인류의 삶에 획기적인 기여와 변화를 안겨 줄 이번 연구에 최선을 다해 ‘하이퍼루프’하면 UNIST를 떠올릴 수 있도록 하겠다”고 말했다.