로켓이라면서 왜 불꽃이 안 보였을까

공개 영상을 보면 이상한 점이 하나 있습니다. 머스크는 로켓처럼 날 수 있는 차라고 소개했는데, 화면 속 로드스터는 불꽃 대신 하얀 기체만 뿜어냅니다. 그래서 “이게 무슨 로켓이냐”, “드론처럼 프로펠러가 숨어 있는 것 아니냐”는 반응도 나왔습니다.

결론부터 말하면 로드스터가 날 수 있었던 비결은 연료를 태우는 엔진이 아닙니다. 하나는 압축 공기를 뿜는 냉가스 추진기, 다른 하나는 차체 아래 공기를 빨아내는 흡입 팬입니다. 두 장치는 원리도 역할도 다릅니다. 추진기는 차를 밀고 돌리는 역할을, 팬은 차를 바닥이나 벽에 붙여두는 역할을 맡습니다.

냉가스 추진기, 풍선 바람 빠지는 원리와 같습니다

냉가스 추진기는 이름 그대로 차가운 가스를 쓰는 추진 장치입니다. 무언가를 태워서 뜨거운 가스를 만드는 일반 로켓과 달리, 이미 높은 압력으로 눌러 담아 둔 기체를 좁은 노즐로 내보내기만 합니다. 기체가 한쪽으로 빠르게 빠져나가면 그 반대 방향으로 차가 밀리는데, 이것이 작용과 반작용의 법칙입니다. 입구를 묶지 않은 풍선을 놓으면 날아가는 것과 같은 원리입니다.

이 방식은 우주에서 이미 오래 쓰여 온 기술입니다. 위성이나 로켓 상단이 자세를 미세하게 조정할 때 냉가스 추진기를 사용합니다. 구조가 단순하고 불이 붙지 않아 빠르게 켜고 끌 수 있다는 장점이 있기 때문입니다. 머스크가 이번 차에 자세 제어용 추진기와 후방 메인 추진기가 달렸다고 설명한 것도 이 개념을 자동차에 옮겨온 것입니다.

보도로 알려진 로드스터 추진 장치 구성

해외 보도에 따르면 차에는 스페이스X가 쓰는 것과 같은 방식의 탄소섬유 압력 탱크 두 개가 들어가고, 약 600리터 공간에 250kg가량의 공기를 담는 것으로 소개됐습니다. 이 탱크에서 나온 공기가 노즐 10개로 공급됩니다. 후방 노즐은 차를 앞과 위로 밀고, 차체 둘레의 작은 노즐들은 차를 회전시키는 데 쓰입니다. 일렉트렉은 후방 분사구 4개의 힘을 약 80kN 수준으로 소개했습니다.

다만 탱크 압력, 분사 가능 시간, 다시 채우는 데 걸리는 시간은 테슬라가 공식적으로 밝히지 않았습니다. 일부 매체는 메인 배터리로 돌아가는 압축기가 공기를 다시 채운다고 전했지만, 이 부분도 테슬라의 상세 설명은 아직 없습니다.

거꾸로 매달려도 안 떨어진 이유는 팬 때문입니다

롤러코스터 같은 트랙을 거꾸로 달린 장면은 추진기보다 흡입 팬의 역할이 큽니다. 미국 자동차 잡지 로드앤트랙도 바닥 공기를 빨아들이는 팬의 힘으로 차가 뒤집힌 채 트랙을 달렸다고 설명했습니다. 테슬라는 이 장치를 다중 모드 흡입 시스템이라고 부릅니다.

원리는 진공청소기 노즐을 바닥에 대면 달라붙는 것과 비슷합니다. 팬이 차체 아래의 공기를 빼내면 그 공간의 압력이 낮아집니다. 이때 차 바깥의 대기압이 차를 표면 쪽으로 강하게 누르게 됩니다. 차체 옆에는 스커트가 붙어 있어 바깥 공기가 아래로 새어 들어오는 것을 막습니다. 이렇게 생긴 누르는 힘이 차의 무게보다 크면 천장이나 벽에 붙은 상태에서도 떨어지지 않습니다.

팬카는 처음 나온 아이디어가 아닙니다

차 아래 공기를 팬으로 빨아내는 이른바 팬카는 1970년 채퍼럴 2J, 1978년 브라밤 BT46B 같은 레이싱카에서 이미 쓰였습니다. 성능이 너무 압도적이라 레이스 규정으로 금지되기도 했습니다. 최근에는 맥머트리 스피어링이 팬 흡입으로 큰 다운포스를 만들어 주목받았습니다. 로드스터는 이 기술을 양산차 수준으로 가져오려 한다는 점에서 차이가 있습니다.

퍼포먼스·스러스트·로켓, 장비는 이렇게 다릅니다

영상 속 비행을 보고 로드스터를 사면 날 수 있다고 생각하기 쉽지만, 트림에 따라 들어가는 장비가 완전히 다릅니다. 핵심은 팬은 공통이고, 추진기는 트림이 올라갈수록 늘어난다는 점입니다.

로켓 트림이 1인승인 이유에 대해 일렉트렉은 남는 공간을 더 큰 가스 탱크에 쓰는 것으로 추정했습니다. 공중 백플립과 차량 점프처럼 영상에서 화제가 된 장면은 모두 이 로켓 트림의 몫입니다. 스러스트 트림은 후방 추진기로 출발 가속을 끌어올리는 용도로 소개됐고, 퍼포먼스 트림은 추진기 없이 팬과 공력 장치만 갖춥니다.

주목할 부분은 스러스트 트림의 도로 주행 문제입니다. 테슬라는 로켓 트림에만 공공 도로 승인을 받지 않았다고 명시했고, 스러스트 트림에 대해서는 별도 언급이 없습니다. 일렉트렉은 이 점을 우려 사항으로 지적했습니다. 차량 뒤로 수십 미터씩 뻗는 가스 분사가 도로에서 허용될지는 지역별 규제에 달려 있습니다.

대신 줄어든 것도 있습니다, 주행거리

추진기와 팬이 늘어난 대신 줄어든 수치도 있습니다. 2017년 공개 당시 테슬라는 600마일을 넘는 주행거리를 내세웠지만, 이번에는 세 트림 모두 300마일 이상으로 소개됐습니다. 일렉트렉은 추진기와 팬이 성능을 상당 부분 담당하면서 배터리 크기가 줄어든 것으로 해석했습니다.

배터리 용량, 모터 사양, 차량 무게는 아직 공개되지 않았습니다. 일부 매체가 2017년 시제품 당시의 200kWh 수치를 다시 인용하기도 하지만, 이번 차에 그대로 적용된다는 근거는 확인되지 않았습니다.

기술 전문가들이 아직 의문을 갖는 부분

시연이 실제였다는 점은 확인됐지만, 기술 매체들은 몇 가지를 더 지켜봐야 한다고 지적합니다.

가속 기록의 측정 조건

일렉트렉에 따르면 사전 녹화된 테스트에서는 1.0초, 타이머 문제를 겪은 뒤의 현장 시연에서는 0.81초가 나왔습니다. 또 차가 움직이기 전에 추진기가 먼저 작동했고, 출발 기준을 어떻게 잡았는지는 알려지지 않았습니다. 같은 조건으로 독립 기관이 측정한 결과가 나오기 전까지는 발표치로 보는 것이 맞습니다.

사람이 타도 괜찮을까

모든 시연은 사람이 타지 않은 채 자율 주행으로 진행됐습니다. 공중에서 빠르게 회전하는 움직임을 탑승자가 견딜 수 있는지, 시연 차량의 무게가 실제 판매 차량과 같은지에 대해서도 의문이 제기됐습니다.

도로 위 가스 분사의 안전성

분사되는 가스가 수십 미터까지 뻗으면서 뒤차나 보행자 쪽으로 이물질이 튈 수 있다는 우려도 나왔습니다. 추진기 달린 차가 일반 도로를 달리려면 이 부분에 대한 규제 판단이 필요합니다.

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