차체 경량화·초전도체 접목…하이퍼튜브 선행기술 개발 속도

하이퍼튜브 상용화를 위해서는 다양한 선행 기술이 개발돼야 한다. 상용화까지 10년 이상이 걸릴 것으로 예상되지만 해외 곳곳에서 나름 의미 있는 기술적인 진전이 눈에 띈다. 차량 경량화와 비용 절감 등을 구현할 수 있는 연구 성과들이 나오고 있다.

22일 국토교통부에 따르면 하이퍼튜브의 대표적인 선행 기술로는 차량을 고속 주행시키는 자기부상·추진 기술, 극한의 아진공 환경을 유지하는 아진공 튜브 설계·시공 기술, 아진공으로부터 객실 기밀을 유지하며 안정적인 승차감을 제공하는 차량 설계·제작 기술 등이 꼽힌다.

네덜란드 기업 하르트하이퍼루프(Hardt Hyperloop)는 지난달 하이퍼튜브 운송 시스템 테스트에서 시속 85㎞를 기록하며 유럽 신기록을 경신했다. 이번 테스트는 특히 시속 700㎞까지 확장 가능한 핵심 기술인 ‘차선 전환 기술’을 성공적으로 시연했다는 점에서 의미가 있다. 총길이 420m의 짧은 트랙에서 진행된 이번 테스트는 속도를 내는 것보다 움직이는 부품이 전혀 없는 독자적인 기술로 안전성과 확장성을 증명하는 데 초점이 맞춰졌다.

유럽이나 미국보다 뒤늦게 개발에 뛰어든 중국도 연구 성과를 과시 중이다. 지난해 중국 산시성 양가오현에 2㎞ 길이의 하이퍼튜브 테스트 노선이 공개됐고 올해 들어 해당 프로젝트의 세부적인 내용이 현지 저널에 공개됐다. 논문에 따르면 중국철도엔지니어링컨설팅그룹(CREC) 등 중국 연구진은 저진공 철강·콘크리트 튜브, 군용 등급의 정밀 구조와 고속철도 건설 경험을 융합해 하이퍼루프의 기술적 난관을 극복했다고 주장했다. 하이퍼튜브 문제점 중 하나로 꼽혔던 값비싼 금속 파이프 의존도 문제는 강철 셸(외벽)과 진공 밀봉 콘크리트를 결합한 복합 구조로 해결했다.

한국도 차체 무게를 줄이는 성과를 해외에서 인정 받았다. 김정석 한국철도기술연구원 수석연구원은 지난해 스웨덴에서 열린 자기부상(Maglev2024) 국제학술대회에서 하이퍼튜브 차체 경량화 기술 연구로 최우수 논문상을 수상했다. 초경량 우주 발사체나 미사일에 적용되는 탄소섬유 기반 격자구조체 기술을 하이퍼튜브 차체에 적용하는 것이 핵심이다. 탄소섬유는 철이나 알루미늄 같은 일반 금속보다 훨씬 가벼우면서도 강철만큼 강하고 단단한 소재다. 김 연구원은 “하이퍼튜브 차체 경량화 기술은 초고속화와 에너지 절감을 위해 철도 차량에는 처음으로 시도되는 기술로 하이퍼튜브 관련 국가연구개발사업에 적용할 계획”이라고 밝혔다.

초전도체를 하이퍼튜브에 접목하기 위한 연구도 진행 중이다. 초전도체는 특정 온도 이하에서 전기저항이 완전히 ‘제로(0)’가 되는 물질이다. 초전도체에 한 번 전류를 흘려 보내면 에너지 손실 없이 극도로 강한 자기장을 계속 생성할 수 있다. 이 강력한 자기장을 이용하면 하이퍼튜브 캡슐을 레일 위에 더 높고 안정적으로 띄울 수 있게 된다. 이와 관련해 국토부는 초전도 전자석 시스템 외에 하이퍼튜브 전용 선로, 주행 제어 기술, 차체 설계·제작 등 4가지 세부 기술 개발을 통해 차량의 부상·추진을 검증할 계획이다. 주관 연구 기관은 한국철도기술연구원이 맡고 있다.