시속 1000km로 서울→부산 20분…꿈의 수송수단 ‘하이퍼튜브’ 개발 본격화

‘꿈의 열차’로 불리는 하이퍼튜브 상상도. 한국철도기술연구원 제공

진공에 가까운 관(‘튜브’)에서 비행기보다 빠른 속도로 달려, 꿈의 수송수단으로 불리는 ‘하이퍼튜브’ 개발사업이 본격화된다. 정부가 현장실험에 필요한 시험단지(‘테스트베드’) 공모에 나선 것이다.

하이퍼튜브가 개발되면 KTX를 이용해 2시간 넘게 걸리는 서울~부산 구간을 20분이면 닿을 수 있다. 최첨단 기술 확보는 물론 국토 이용에 엄청난 변화를 가져올 수 있다는 뜻이다. 게다가 현재 미국과 일본만이 관련 연구를 진행 중이다. 국내 연구가 계획대로 성공한다면 초고속 이동수요가 증가하고 있는 세계 시장을 선점하는 효과도 기대할 수 있다.

국토교통부는 16일(오늘) 전국 지방자치단체를 대상으로 ‘초고속 이동수단 하이퍼튜브(한국형 하이퍼루프) 기술개발’에 이용될 테스트베드 부지선정을 위한 공모를 추진한다고 밝혔다. 신청기간은 17일(내일)부터 다음달 말까지이며, 24일 사업설명회가 개최될 예정이다.

● 꿈의 수송수단, 하이퍼튜브 개발 본격화

국토부에 따르면 사업지 결정시기는 8월이다. 이후 올해 말까지 시범단지 조성에 대한 예비타당성 조사가 진행되고, 내년 중 관련 예산을 확보하게 되면 2024년부터 조성 공사가 시작된다.

사업은 2단계로 진행된다. 우선 2024~2026년까지 추진될 1단계 사업에선 1~2km의 짧은 구간을 만들어 시속 150~200km 속도로 시험주행을 실시한다. 이후 시험 결과에 따라 2단계로 12km 본 구간을 건설해 운영하면서 2032년까지 필요한 기술을 개발하게 된다. 총 사업비는 9000억 원으로 책정됐다.

시험단지에는 하이퍼튜브 핵심기술개발 연구를 위해 필요한 12km 길이의 튜브와 시험센터, 변전소 등이 들어선다. 튜브 길이는 시속 1200km를 달성하기 위해선 최소 30km 이상이 돼야 한다. 하지만 사전조사에서 입지를 확보하기 어렵다는 지적이 나와 시속 800km를 시험할 수 있는 12km로 줄었다. 튜브는 진공상태에 가까운 상태(아진공)로 만들어지며, 튜브 안을 오갈 자기부상열차와 관련 시스템 등이 설치된다.

● 서울에서 부산까지 20분 만에 달린다

하이퍼튜브 주행시험을 위한 17분의1 축소형 아진공 튜브 공력시험장치. (한국철도기술연구원 제공) 2020.11.11/뉴스1

계획대로 하이퍼튜브가 만들어지면 시속 1000km 이상 속도로 달릴 수 있다. 이는 미국이나 유럽지역 등을 다니는 국제선 항공기 속도(시속 800~1000km)보다 빠른 것이다. 현재 최고속도가 시속 330km인 KTX 열차와 비교하면 3배 가까이 차이가 난다. KTX로 2시30분 정도 걸리는 서울~부산 구간 운행시간도 20분으로 단축할 수 있다.

이런 일은 공기 저항 때문에 속도를 내는 데 지장이 없도록 튜브 안을 진공상태로 만들기 때문에 가능하다. 여기에 빠른 속도를 내는 데 방해가 되는 마찰력을 없앤 자기부상열차도 큰 몫을 차지한다. 같은 극은 밀어내고 다른 극은 끌어당기는 자석의 성질을 이용해 열차를 띄우고, 앞으로 나아가게 만들기 때문이다. 엔진에 해당하는 셈이다. 이 때 사용되는 자석은 작은 전력으로도 강한 힘을 낼 수 있는 초전도 전자석이다.

국토부에 따르면 하이퍼튜브 열차는 비행기처럼 처음에는 바퀴로 가다가 시속 150km에서 공중에 떠서 달리게 된다. 또 공기 저항이 없는 진공상태에서 움직여 소음도 없고, 비행기처럼 날씨 영향을 받지도 않는다. 전기를 이용하니까 친환경적이고 경제적이다.

반면 단점도 적잖다. 무엇보다 설치에 천문학적 비용이 들어갈 가능성이 높다. 기존 열차선로를 이용할 수 없기 때문에 모든 노선을 전부 새로 만들어야 하기 때문이다.

다만 세계적으로 초고속 이동수요가 증가하고 있고, 삶의 질 향상으로 인해 대중교통수단 이용에 있어 시간가치를 중시하는 경향이 높아지고 있다. 하이퍼튜브가 각광 받을 것이라는 기대가 나오는 이유다.

● 세계시장 선점 효과 기대

UNIST가 대중에게 첫 선을 보이는 하이퍼루프 모델. © News1

국토부에 따르면 현재 초고속 이동수단 관련 기술 개발에 적극적인 나라는 미국과 일본 정도다.

미국은 2010년 이후 하이퍼튜브가 초고속 교통수단으로서 속도와 비용 측면에서 경쟁력이 있을 것으로 주목 받자 본격적으로 나섰다. 특히 영국계 재벌회사인 버진그룹이 세운 ‘버진하이퍼루프’가 2017년 시속 387km의 무인주행실험과 2020년에 시속 172km의 유인주행실험에 성공했다.

일본은 자기부상열차에 공을 들이고 있는데, 2027년 개통을 목표로 도쿄~나고야 구간(286km)을 시속 500km로 달리는 노선을 건설 중이다. 하지만 이는 공기와 마찰이 있는 상태로 운행하는 것이어서, 하이퍼튜브와는 거리가 있다.

국내에서는 2010년대 후반부터 핵심기술 연구가 본격화되기 시작했고, 2020년 한국철도기술연구원이 축소모형실험을 통해 시속 1019km 주행에 성공하면서 하이퍼튜브의 현실화 가능성을 입증했다. 또 한국건설기술연구원에서 지난해 지름 4m, 길이 10m 짜리 콘크리트 진공튜브를 만드는 데 성공했다.

국토부는 “현재 하이퍼튜브 기술은 아직 어느 누구도 성공하지 못한 단계”라며 “핵심기술을 누가 먼저 확보하느냐가 관련 시장을 선점하는 데 관건으로 작용할 것”이라고 밝혔다.