짤방은 인도의 특급열차인 라즈다니, 겉보기는 통일호 비슷한데.... 인도는 일단 규모 면에서는 엄청난 나라요. 철도에서 일하는 사람만 300만명 정도로 알고 있소. 물론 세계 어느 나라의 철도보다 많은 수라오. 황구라가 어제 혁신적인 열차를 설계했음은 모든 분들이 다 아실 거요. 눈팅만 하다가 이런 것 예상해 보는 것은 재미있을 것 같아서 이를 올려 본다오. 본햏은 정작 기차나 철도의 세부적인 제원 등은 잘 모르므로 계산에서는 많은 부분을 단순화시켰다오. 황구라는 백과사전에서 본 태양발전위성을 떠올리고, 거기서 마이크로웨이브로 바꿔서 열차로 전송시킨다는 일견 혁신적인 방안을 내놓았소. 그것이 가능한지에 대해서 생각해 보겠소. 일단 가정은 경부선과 호남선에서 KTX를 퇴출시키고 우리나라의 자랑스러운 G-7열차로 모조리 교체했다고 가정했소. 편성수는 20량 60편성으로 가정, 이때 편성당 출력은 18700kW로 가정했소. 그렇다면 이를 모두 가동시키는 데 필요한 전력은 1122000kW가 되오. 그렇다면 이 출력을 발전시키려면 얼마나 큰 발전위성이 필요할까 생각해 보겠소. 미항공우주국에서 구상한(지금도 이거 하겠다는 생각을 계속 추진중인지는 모르겠소) 발전위성은 너비가 5킬로미터에 길이가 18킬로미터, 출력은 5000만 kW요. 이 점을 가지고 단순히 면적만을 비교할 때(면적에 발전량이 비례하는 것은 당연하오) 대략 2제곱킬로미터 정도 면적의 발전 설비가 필요하다오. 그렇다면 2백만 제곱미터인데, 제곱미터당 무게가 10킬로그램이라고 쳐도 2만톤이나 되는 어마어마한 무게요. 2만톤이면 23톤을 실을 수 있는 스페이스 셔틀이 870번을 왔다갔다해야 하는 양이고, 스페이스 셔틀의 수명이 100회 사용을 목표로 했지만 벌써 2기나 공중에서 조종사들 시신도 안 남기고 사라진데다 남은 것도 30회 정도 사용하고 노후화로 문제가 자주 발생하다 '이건 아닌가 보다' 하고 나사 햏들이 고민하고 있다오. 100번 사용한다 쳐도 스페이스 셔틀 9대가 수명이 다할 때까지 왔다갔다 해야 하는데, 이 비용이 어느 정도일지는 상상에 맏기겠소. 한번 발사하는 데 드는 비용이 5억달러이니 4350억 달러, 435조원이라는 비용이 들어가는데 이 돈이면 우리나라는 말할 것도 없고 독일 정도 되는 나라도 뿌리째 흔들릴 것이오. 그렇게 어찌어찌 많은 돈을 들이고, 안정성을 위해 하는 김에 조금 더 무리해서 라그랑쥬 점에 발전위성을 올릴 수 있었소. 그리고 중계위성을 통해 지상의 열차에게로 송신하기로 했소. 그런데 또 하나의 문제에 부딪힌다오. 마이크로파를 통해서 송전을 해야 하는데, 어린아이도 아는 것처럼 대기가 있으므로 마이크로파가 산란을 하게 되오. 더욱이 중위도에 있는 우리나라는 정지궤도 위성으로 제작되어 있을 중계위성에서 마이크로파가 도달하는 거리가 머므로 효율은 더 떨어지게 된다오. 그런 점 때문에 미국이 구상한 발전위성의 경우 송신기 지름이 8~10킬로미터로 구상되어 있소. 지상에 도달할 때는 그 정도로 마이크로파가 흩어지기 때문이라오. 뭐, 우주에 일단 올려 놓고, 만들기만 한다면 밤낮 없이 발전을 할 수 있으니 좋기는 할 거요. 총출력은 작더라도 주파수가 같다면 파장이 흩어지는 것은 변함이 없으니, 열차를 향해 마이크로파를 주사한다면, 이도 지름 8킬로 정도로 산란이 될 것이오. 그렇다면 열차가 지나가는 선로에서 좌우로 4킬로미터는 비행금지구역이 설정할 필요가 있겠소. 오호, 그럼 황구라의 걸작 열차 때문에 다이아 짜는 사람들은 대한항공과 아시아나 항공과도 싸워야 하겠구려. 그런데 여기서 또 문제가 생긴다오. 이렇게 된다면 기차를 중심으로 마이크로파가 영향을 미치는 지역은 무려 50제곱킬로미터에 달하오. 더군다나 대부분은 열차가 아닌 다른 지역에 에너지가 낭비되어 버리게 되오. 2제곱킬로미터의 넓이에 오는 태양 에너지를 전력으로 바꿨는데, 이를 모조리 쏟아부어도 열차에 태양광 전지를 다는 것만 못한 에너지를 송신하게 되는구려. 당황한 황구라, 이번에는 발전위성에서 발전을 한 모든 전력을 쏟아붙소. 1122000kW를 쏟아부었는데, 이게 50제곱킬로미터에 분산되니 제곱킬로미터당 22400kW정도가 쏟아지는구려. 에너지손실은 편의를 위해 과감히 무시하겠소. 그리고 고속전철의 길이가 388미터에 넓이가 2.9미터이니 기차의 넓이는 1.125제곱킬로미터구려. 오호, 그러니 24000kw가 나오는구려. 이정도라면 손실을 고려해도 움직일 수 있는 전류요. 그런데 문제는 다른 기차를 움직일 전류가 없구려. 결국 400조를 넘게 들여 기차 한 편성 움직이는 게 고작이오. PS: 황구라야, 너 정말 의대생 맞냐? 아무리 봐도 아닌 것 같거든. 우리 학교 의대생이면 1학년때 기본적으로 물리화학을 배우는데 아는 것도 없고, 그리고 맞춤법도 개판이고 말야. 어제 열역학은 고등학교때 배우는 것 아니냐는 소리 듣고 어이가 없었다. 그 이야기 재료공학과나 기계공학과에게 가서 해 보거라. 아마 사전 두께의 열역학 책이 니 얼굴에 날아오지 않을까 싶다. 반도체 단결정 뽑아내고 그런 것도 다 열역학 관련되어 있고, 첨단산업에도 많이 쓰이는 거거든? 합금하거나 하는 것 다 열역학란다. 그리고, 그렇게 열역학을 잘 배웠다고 큰소리칠 정도면 만철형님의 말에 반론도 할 줄 알아야 한단다. 열역학은 열에너지를 운동에너지로 바꾸는 것을 기술하는 거지, 다른 데서는 좀 다르게 적용되거든? 예를 들어서 태양광 전지, 연료전지 같이 빛에너지를 전기에너지로 기술하는 데는 적용되지 않는다는 것쯤은 알고 있어야 한단다.