로켓 공학의 아버지

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로켓 공학의 아버지, 로버트 고다드

우주여행의 꿈을 최초로 실현한 과학자가 폰 브라운이라면 우주여행의 첫걸음을 내디딘 학자는 바로 미국의 물리학자 로버트 고다드이다. 고다드는 로켓 개발의 초석을 닦으며 로켓 공학의 아버지로 알려져 있다.

로버트 고다드(Robert Goddard)는 발명가 아버지 밑에서 태어나 자연스럽게 유년기 시절 내내 실험과 발명에 몰두하며 컸다. 그리고 고다드는 1898년, 열일곱의 나이에 대기를 박차고 올라가 우주 공간까지 날아갈 수 있는 기계장치, 즉 로켓을 만들겠다는 다짐을 하게 된다. 참고로 이때는 라이트 형제가 동력비행에 성공(1903년)하기도 훨씬 이전으로 주위의 친구들은 모두 고다드의 웅장한 포부에 동의해 주지 못했지만 고다드는 흔들리지 않고 우주비행을 꿈꿨다.

이후 로버트 고다드는 자신의 집 뜰과 학교 지하실 등 장소를 가리지 않고 로켓 발사 실험을 이어나갔는데, 로켓 실험에 있어 가장 큰 문제는 어떻게 해야 로켓 추진체가 지구의 중력을 이기고 외계까지 도달할 수 있느냐였다. 그리고 1903년, 로켓은 고체 화약이 아닌 액체연료로 추진되어야 한다는 논문이 러시아 학회지에 발표되면서 그로부터 몇 년 후인 1909년, 고다드는 비록 이론에 불과했지만 액체산소와 액체질소로만 추진되는 로켓을 설계하는 데 성공한다.

로버트 고다드가 자신이 공식화한 이론적인 설계들을 가지고 실제적인 실험에 돌입한 건 1914년이었는데, 1년의 실험 끝에 고다드는 무려 고도 148미터까지 이르는 로켓을 만들어냈다. 그리고 바로 이때 고다드는 자신이 가지고 있는 총 214개의 특허들 중 두 개의 특허를 얻게 된다.

하지만 역시 대기가 없는 우주 공간에서 로켓이 추진력을 얻을 수 있는 방법과 로켓의 연료를 산소 없이 연소시킬 수 있는 방법은 미지수였는데, 로버트 고다드는 이를 해결하기 위해 공기가 모두 빠진 진공실을 만들고 그곳에서 로켓 실험을 진행하기 시작했다. 그런데 이 실험의 결과는 모두의 예상을 뒤엎었다. 바로 로켓이 대기가 없어도 작동하는 것은 물론, 진공실에서의 추진력이 평소 로켓의 추진력보다 약 20퍼센트나 더 강했기 때문이다.

이후로 시간이 많이 흐른 1926년, 로버트 고다드는 액체추진 로켓 발사에 성공했으며, 1929년에는 이전에 쏘아 올린 로켓보다 대략 5배나 무게가 더 나가는 26킬로그램의 로켓을 성공적으로 발사했다. 또 이 실험은 고다드를 최초로 뉴욕에서 파리까지 비행에 성공하며 세계적인 명성을 얻은 비행사 찰스 린드버그와 연결시켜주며 고다드가 충분한 자금으로 마음껏 실험할 수 있는 환경을 제공시켜주었다.

그렇게 로버트 고다드는 1930년, 단 7초 만에 610미터 고도에 도달하는, 당시까지 발사된 로켓들 중 가장 높은 로켓을 발사하며 또 한 번의 기록을 세움과 동시에 보다 더 안정적이고 올바른 궤도를 유지하는 로켓을 위해 회전운동 안전장치 설계를 시작했다. 설계는 역시 성공적이었으며 로켓의 방향을 정확하게 잡아주는 장치의 기술력까지 갖추게 되자 이제 고다드는 로켓 연료의 흐름을 조절할 수 있는 성능 개발에 몰두하게 되는데, 그러나 이 실험은 모두 실패해버렸고, 그즈음 2차 세계대전이 발발하며 로버트 고다드의 일생의 꿈을 위한 실험은 끝을 맺게 된다.

로버트 고다드가 연구를 하던 당시 전 세계는 고고도 로켓을 세계 최초로 개발하기 위해 힘쓰고 있었다. 그렇기에 고다드는 신경증적일 정도로 자신의 로켓 설계의 보안 유지에 집착하곤 했었는데, 때문에 고다드의 로켓은 마땅히 받아야 했을 주목을 받지 못했다. 하지만 로켓 설계를 위해서는 반드시 고다드의 기술력이 필요하며, 오늘날 로켓 공학의 아버지 로버트 고다드의 업적은 매우 가치 있는 것으로 평가받고 있다.