태양돛 우주선은 현재의 로켓추진 우주선들을 대체할 것으로 기대를 모으고 있다. 거의 무한한 동력공급원인 태양을 이용하기 때문에 태양돛 우주선은 특히 장거리 여행에 유리하다는 장점이 있다. 빛은 광자(光子)라는 아주 작은 에너지 알갱이로 되어 있으며, 광자는 파동과 입자라는 두 가지 성질을 동시에 띤다. 태양돛은 이 광자들을 반사시켜 뒤로 밀어내고, 작용-반작용 원리에 따라 광자 하나가 반사될 때마다 반대로 우주선은 앞으로 밀려 나아간다. 이 과정에서 서서히 가속이 붙은 우주선은 은하계로 전진한다.
코스모스 1호 계획은 우주탐사 지원 단체인 미 행성협회와 천문학자 칼 세이건의 미망인 앤 듀란이 이끄는 미디어 회사 코스모스 스튜디오의 기금으로 진행되고 있다. 이 프로젝트는 태양빛이 우주선의 경로에 영향을 미칠 수 있는가를 증명하는 것이다. 따라서 실험의 성공 여부는 우주선이 어느 정도 진행하는가는 상관없이 태양이 우주선의 경로를 얼마나 많이 변경시키느냐에 달려있다.
한편 태양돛을 이용해 우주선을 이동시키려는 또 다른 계획도 있다. 텍사스의 휴스턴에 위치한 팀 인카운터사(社)가 인류 최초의 스타쉽(starship)이라는 모토로 미식 축구장만한 태양돛을 만들고 있다. 2005년 우주선이 닻을 올리면, 이 태양돛들이 우주선을 태양계로, 더 나아가 은하계로 천천히 밀어 올릴 것이다. 민간주도 계획이므로 기금마련을 위해 팀 인카운터사는 우주여행함을 판매 중이다.
종이로 만들어진 이 상자에는 인사말을 쓰거나 사진을 붙이고 구매자 본인들의 DNA 샘플을 첨부할 수도 있다. 상자는 광학 디스크에 압축 저장되어 우주선에 실릴 예정으로, 우주 항해중 어느 머나먼 우주문명세계가 이 우주선을 발견한다면 우주여행함에 메시지를 넣은 사람들은 전 인류를 대표하는 셈이 된다. 태양돛 연구의 난점은 자금난에 있다.
최근에는 국립대양대기관리국(NOAA)에서 태양돛 이용에 관심을 보인 것으로 알려졌다. NOAA는 남극과 북극 상공에 기후관측 위성을 정지시켜 지구 전체에 대한 지속적인 자료를 수집하기 위해 태양돛 이용을 검토 중이다. 유럽우주국(ESA)의 과학자들도 태양과 가까운 수성 탐사 계획에 태양돛을 쓰면 아주 효과적일 것이라며 처음에는 반기는 분위기였으나, 태양근처에서는 돛에 보다 큰 추진력이 요구되기 때문에 결국은 태양전지 추력기를 사용하기로 결정했다. 글래스고 대학의 콜린 맥인즈 항공 우주학 교수는 “우주와 관련된 사업은 위험부담을 기피하는 법”이라며 “그러나 팀 인카운터사가 우주선을 태양계 밖으로 밀어 올리는데 성공한다면 태양돛은 그야말로 대박”이라고 내다보았다.
펼쳐지는 우주선
코스모스 1호가 지구궤도에 이르면 임무제어에 의해 거대한 태양 돛을 펼치기 시작한다. 우주선은 여덟 개의 팔을 전개(展開)시키는데(1), 각 팔에는 돌돌 말린 돛이 달려있다. 이 돛 안에 튜브를 따라 압축가스가 주입되면 말려있던 돛이 펴지고(2) 옆으로 확장되면서(3) 얇은 마일러(Mylar; 얇은 폴리에스터 필름) 판이 견고한 날개를 완성시키게 된다(4).
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