SF TV 드라마 시리즈 중에서 스타트렉(Star trek)이라는 드라마가 있다. 이 스타트렉 드라마 시리즈는 1960년대 중반부터 시작하여 최근에 이르기까지 TV 드라마와 영화로 제작되어 SF 마니아들에게 많은 관심을 가지게 만들었다.
스타트렉 드라마 속에서는 현재로서는 존재하지 않는 장차 만들어지거나 발견될 과학기술에 관하여 여러 가지를 등장 시킴으로써 시청자들의 이목을 끌었다.
실제로 과학자들 중에는 어린 시절 이 스타트렉 드라마를 보고 과학자가 될 꿈을 꾸기도 하였다고 한다. 한편의 드라마가 한 사람의 삶을 결정지을 수 있는 영향력을 발휘할 수 있다는 이야기이다.
비록 현재에는 존재하지 않는 가상의 과학기술이지만 스타트랙 드라마에 나오는 여러 가지 과학기술에 관하여 알아보는 것도 흥미로울 것이다.
스타트렉 USS 엔터프라이즈
스타 트렉 시리즈에 나오는 주요 우주선은 USS 엔터프라이즈이다. 이 우주선은 미래의 탐험과 외계 종족과의 교류를 목적으로 한다. 엔터프라이즈호는 스타플릿(Starfleet)에 소속된 우주선으로, 다양한 시리즈와 에피소드에서 중요한 역할을 한다. 이 우주선은 고급 기술과 무기 시스템을 갖추고 있으며, 고속 우주 여행이 가능한 워프 드라이브를 포함한다.
USS 엔터프라이즈호의 제원은 다음과 같다.
총길이: 304.8미터, 총높이: 71.3미터, 전체폭: 141.7미터.
제1선체: 원반부분(지휘실, 물체 전송장치, 컴퓨터, 오락실 등)은 길이: 146.3m, 높이: 32.9m, 폭(직경): 141.7m.
제2선체: 기계실(엔진에 동력을 공급하는 반응로 포함)로 길이: 121.0m, 높이: 47.5m, 폭: 32.9m.
엔진 나셀 2개(워프 엔진)는 길이: 154.8m, 높이: 18.3m, 폭: 12.6m.
총 500명(장교 72명, 승원 428명)이 탑승.
무장 : 페이저 광선포 – 18대(제1선체에 위치), 광자 미사일 – 발사관 2개(제1,2선체 연결부위에 위치, 광자 미사일20발 적재).
동력 : 광속 이하 – 임펄스 엔진 + 임펄스 드라이브 시스템이며 광속 이상일 때는 물질-반물질 반응엔진 + 워프 드라이브 시스템.
속도 : 안전 운항속도일 때 워프 6(광속의 216배), 12시간 순항속도일 때 워프 8(광속의 512배), 극한 상황일 때 워프 9(광속의 729배). (‘워프’는 광속을 1로 한 단위로, 그 숫자의 3제곱을 광속의 배수로 표시한다. 즉, 워프 3이면 광속의 3 X 3 X 3 = 27배 속도를 말한다).
가속력: 0에서 광속의 99%까지 – 19초. 광속의 99%에서 워프 1까지 – 1.1초. 워프 1 -> 워프 2 – 0.78초(워프 4까지 동일). 워프 4 -> 워프 5 – 0.67초(워프 8까지 동일). 워프 8 -> 워프 9 – 2.13초.
워프 드라이브
스타트렉에서 워프 드라이브는 우주선이 빛의 속도보다 빠르게 여행할 수 있게 하는 핵심 기술이다. 워프 드라이브의 작동 원리는 다음과 같다.
워프 드라이브는 우주선을 둘러싸는 아공간 포켓, 즉 ‘워프 버블’을 생성하는데 사용된다. 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 필요하다. 워프 버블은 우주선 주변의 시공간을 왜곡시켜, 실제로 우주선이 빠른 속도로 이동하지 않고도 목적지에 도달할 수 있게 한다.
워프 버블은 우주선 앞쪽의 공간을 압축하고 뒤쪽을 확장시킨다. 이렇게 하여 우주선은 시공간의 ‘파도’를 타고 이동하게 되며, 이것이 빛의 속도를 초과하는 워프 여행을 가능하게 한다.
스타트렉에서는 워프 속도가 광속의 배수로 표현된다. 예를 들어, 워프 1은 광속과 동일한 속도이며, 워프 2는 광속의 8 배, 워프 n은 광속의 n의 세 제곱 배의 속도를 나타낸다. 워프 드라이브의 최대 속도는 각 우주선의 설계와 엔진 성능에 따라 다르다.
임펄스 드라이브
스타트렉 시리즈에서 임펄스 드라이브(impuls drive)는 우주선이 광속 이하로 여행할 때 사용하는 주요 추진 시스템이다.
임펄스 드라이브는 일반적인 화학 연료를 사용하는 로켓과는 달리, 고출력의 에너지원을 사용하여 우주선을 추진한다. 이 시스템은 효율적인 서브광속 여행을 가능하게 한다.
임펄스 드라이브는 일반적으로 물질/반물질 반응을 에너지원으로 사용한다. 이 에너지는 우주선을 추진하는 데 필요한 엄청난 힘을 제공한다.
우주선은 장거리 여행을 할 때 워프 드라이브를 사용하고, 근거리 이동이나 특정한 상황에서는 임펄스 드라이브를 사용한다. 예를 들어, 우주선이 별이나 행성에 근접할 때 임펄스 드라이브를 사용하여 천천히 접근하거나, 위험 지역을 벗어날 때 사용한다.
임펄스 드라이브의 속도는 광속 미만으로 제한되어 있으며, 일반적으로 광속의 작은 비율로 운항한다. 이는 우주선이 광속에 가까워질수록 상대성 이론에 따라 에너지 요구량이 기하급수적으로 증가하기 때문이다.
트랜스포터
트랜스포터(transporter)는 주로 사람이나 물체를 물리적 공간을 거치지 않고 즉시 두 위치 사이에서 운송하는 데 사용된다. 이는 “스타 트렉” 시리즈(1966-1969)에서 소개되었으며 이후 모든 후속 시리즈와 영화에서 핵심 요소로 자리잡았다.
이동시킬 대상은 분자 수준에서 철저한 스캔을 시작으로 물질화 된다. 물리적 형태는 에너지 패턴으로 변환되어, 원자 구조가 분해된다.
이 에너지 패턴은 목표 위치로 빔으로 전송된 후 대상은 원래의 형태로 재전환되어 에너지 패턴에서 재구성된다. 하이젠베르크 불확정성 원리에 따라 이런 정밀한 운송이 이론적으로 불가능할 것을 해결하기 위해 시리즈는 하이젠베르크 보상기라는 가상의 장치를 도입한다.
트랜스포터(transporter)는 운송 과정 중 유해 물질이나 질병을 걸러내기 위해 생체 필터를 갖추고 있다. 전송 범위는 다양하다.
트랜스포터 개념은 양자 전송 및 분자 해체/재조립에 대한 실제 연구 및 논의에 영향을 미쳤다.
리플리케이터
리플리케이터(replicator)는 원하는 물건을 분자 수준에서 재구성하여 생성하는 기술로, 3D 프린터와 유사한 개념이다.
리플리케이터는 우주 곳곳에 풍부하게 존재하는 아원자 입자를 재배열하여 분자를 형성하고, 이 분자들을 원하는 물체로 조립한다.
리플리케이터는 사전에 프로그램된 패턴이나 레시피를 사용한다. 음식물의 경우, 이 패턴에는 분자 구조뿐만 아니라 질감, 맛, 온도도 포함된다.
이 기술은 에너지에서 물질로의 변환 원리를 기반으로 한다. 이는 운송 기술과 유사하지만, 운송하는 대신 물체를 생성하는 데 사용된다.
대부분의 경우, 음식과 음료수를 즉시 만드는 데 사용되며, 우주선에서 전통적인 요리와 음식 저장을 거의 없앴다. 그 외에도 예비 부품, 도구, 그 외 장비를 만드는 데 사용되며, 우주선에서 물리적 물품의 대규모 재고가 필요하지 않게 한다.
리플리케이터는 또한 의류, 개인 물품, 심지어 예술 작품도 만들 수 있다. 리플리케이터는 복잡한 물품을 만들 수 있지만, 복제할 수 있는 물체의 복잡성과 크기에는 한계가 있다. 이 과정은 상당한 양의 에너지를 필요로 한다.
리플리케이터에는 무기와 같은 위험한 물체의 생성을 방지하기 위한 내장된 안전 프로토콜이 있다.
리플리케이터는 음식과 의류와 같은 기본적인 필요를 모두에게 쉽게 충족시킬 수 있는 스타 트렉 우주를 풍요로운 사회로 묘사하는 데 핵심 요소다.
이 기술은 노동의 가치, 소비의 본질, 물질적 재화에 대한 무제한적 접근의 함축에 대한 질문을 제기한다.
리플리케이터는 가상의 기술이지만, 3D 인쇄와 분자 조립 분야의 현실 세계 연구에 영감을 주었으며, 제조 및 재료 과학의 경계를 넓혔다.
리플리케이터의 개념은 또한 기술의 미래, 자원 분배, 자동화가 사회에 미치는 영향에 대한 논의에 영향을 미친다.
요약하면, 리플리케이터는 기술적 발전과 사회적 진보의 강력한 상징으로, 물질적 필요가 노력 없이 쉽게 충족될 수 있는 미래를 나타낸다. 이는 인류가 탐험, 개인적 성장, 그리고 문화적 성취에 초점을 맞출 수 있게 하는 미래를 대표한다.
아공간 통신
아공간 통신(subspace communication)은 “스타 트렉” 우주에서 사용되는 가상의 통신 기술로, 광대한 우주 거리에 걸쳐 빠른 속도로 메시지와 정보를 전송하는 데 사용된다.
이 기술은 우주선, 우주 정거장, 그리고 다른 행성 간의 즉각적인 커뮤니케이션을 가능하게 하여, “스타 트렉” 우주에서 중요한 역할을 합니다.
아공간으로 전달되는 신호의 속력은 우주선의 속도인 워프 팩터로 표현하면 24세기(Star Trek: Voyager Technical Manual) 기준 워프 9.9999의 속도로 이동하며 워프 9.6보다 100배 빠르고 광속보다 199,516배 빠르다고 한다.
스트레인지 뉴 월드 시즌 1 6화에서는 아공간 장거리 통신 신호의 속도가 광속의 약 52,000배라고 언급된다. 시속 9광년 정도다. 엄청나게 빠른 속도지만 스타트렉 우주는 워낙 넓기 때문에 아공간 통신으로도 실시간 통신은 어려운 경우가 많다.
아공간은 일반적인 3차원 공간과는 다른 차원으로, “스타 트렉”에서는 이를 이용해 빛의 속도를 초과하는 통신이 가능합니다.아공간 통신 장비는 아공간에 신호를 보내고, 그 신호가 목적지에서 일반 공간으로 다시 나타나게 한다.
우주선이 위험에 처했을 때, 아우데 공간 통신은 즉각적인 구조 요청이나 정보 전달을 위해 사용된다. 스타 트렉 우주에서의 일상적인 커뮤니케이션, 예를 들어 임무 보고나 일상적인 대화에도 사용된다.
특정 환경이나 상황, 예를 들어 강력한 전자기장이나 특정 천체 현상은 아우데 공간 신호를 방해할 수 있습니다. 아공간 통신의 범위와 신호 강도는 장비의 성능에 따라 다를 수 있으며, 때로는 한계가 있다.
아공간 통신은 먼 미래의 고도로 발달된 통신 기술을 상징하며, “스타 트렉” 팬들 사이에서 인기 있는 개념이다. 이 기술은 현대의 과학과 통신 기술 발전에 대한 관심을 불러일으키며, 더 빠르고 효율적인 통신 방법에 대한 상상력을 자극한다.
아공간 통신은 양자 통신 및 초광속 통신에 대한 현실 세계의 연구에 영감을 제공한다. 이러한 개념은 과학적 상상력을 자극하며, 물리학과 통신 기술의 미래에 대한 논의를 촉진한다.
아공간 통신은 “스타 트렉”에서만 볼 수 있는 가상의 고급 기술이지만, 현실 세계의 과학과 기술 발전에 대한 상상력과 흥미를 자극하는 중요한 요소이다. 이 기술은 인류가 우주를 탐험하고, 서로 멀리 떨어진 곳에 살면서도 즉각적으로 소통할 수 있는 미래를 상상하게 한다.
결론
스타트렉 TV 시리즈는 sf 드라마에서 한 획을 그은 훌륭하고 멋진 작품이다. 많은 사람들이 스타트렉을 통하여 상상의 즐거움을 얻었으며, 먼 미래에 펼쳐질 인간의 과학기술을 드라마를 통하여 미리 볼 수 있는 즐거움을 선사하였다. 또한 많은 어린이들이 미래의 과학자가 되는 공을 그리는 영향을 주기도 했다. 언젠가는 드라마에 나오는 모든 과학 기술이 실제로 실현되기를 진심으로 바란다.