태권브이의 가슴의 광자력 빔, 손등의 미사일은 과연 가능할까요?

과학동아에서 다루었던 태권브이 기술 분석 시리즈 2탄!
과연 태권브이의 가슴에서 나가는 광자력 빔은 어떤 원리로 상대를 공격할까요?
태권브이 손등에서 발사되는 미사일은 정말 가능할까요?

태권브이는 태권도라는 무술을 주 무기로 사용하고 있지만, 여러 가지 다른 무기도
같이 장착하고 있습니다.
가슴의 광자력 빔은 이렇게 사막 아래 적의 기지를 공격하거나

손발을 못움직이게 되었을 때 사용하는 비장의 무기죠.

손등에서 발사되는 미사일도 원거리의 적들을 물리칠 때 유용한 무기입니다.

미사일은 사실 지금 기술로도 가능할 것처럼 보이죠?
다만 후폭풍과 충격을 감안해서
가능하면 '앉아쏴' 자세로 발사하고
또 미사일을 로봇에서 튀어나오게 한 뒤 발사하는 방식이 필요할 거라고 해요.

태권브이의 크기를 봤을 때, 자동차의 크기로
대충 태권브이 손등에 장착되는 미사일은 이정도 사이즈가 나오지 않을까요?
그래도 후폭풍과 충격이 정말 엄청날 것 처럼 보이네요.

자, 이제는 문제의 '레이저 무기'를 이야기 할 차례네요.
광자력 빔은 가상의 빔이지만
매질을 사용한다는 점에서 레이저빔의 일종이라 할 수 있겠습니다.

레이저는 특정 매질의 들뜬 원자들이 파장과 위상이 동일한 빛을 잇달아 내놓으면
이 빛을 증폭시킨 뒤 한 방향으로 일시에 내보내는 원리라고 해요.
즉, 빛을 모아서 목표하는 곳이 쪼이는 개념이지요.
매질에 따라 고체 레이저, 액체 레이저, 기체 레이저 등으로 분류된다고 합니다.

사진은 고체 레이저의 하나인 루비 레이저 봉입니다.

그렇다면, 현재 나와있는 레이저 무기는 어떨까요?

이건 미국과 이스라엘이 개발한 '전술 고에너지 레이저(THEL)을 구상한 그림입니다.
40kW 출력의 불화중수소(DF) 화학레이저로
20~30km 상공에 있는 항공기를 격추할 수 있고
보시는 것처럼 전체 시스템은 트레일러 약 7대로 운반 가능한 크기로 알려져 있다는군요.

또한 미국은 지상에서 적의 정찰위성을 공격하기 위한 레이저 무기를 개발하고 있다고 합니다.
여기에 사용될 레이저가
바로 위 사진의 산소요오드 화학레이저(COIL) 이에요.
계획으로는 8MW의 출력을 낼거라고 합니다.

항공기용 레이저 무기도 있는데, 역시 산소요오드 화학레이저를 사용하고 출력은 3MW,
미국은 이 레이저 무기로 2004년 처음 지상 표적을 파괴하는 실험에 성공했다고 하네요.
사정거리는 300~600km입니다.

이렇게 여러 레이저 무기가 개발중이고 나와 있지만,
현재 기술로 개발될 수 있는 레이저 무기는 출력이 10MW를 넘지 못합니다.
이 정도의 위력으로는 태권브이의 적을 박살내기 힘들겠죠.
적의 약점 등에 출력을 집중한다면 어느 정도 효과는 낼 수 있을지도 모르지만요.

지금까지 알려진 레이저 무기의 위력에 따르면
대륙간 탄도미사일(ICBM)을 파괴하기 위해서는 5~10MW의 출력이 필요하고
건물 파괴에는 이보다 10배 이상 큰 100MW급 레이저가 필요할 것이라고 해요.
따라서 태권브이의 레이저 무기가 적 로봇을 녹이거나 폭파시키려면 100MW의 출력을 내야 합니다.
현재 원자력 발전소의 순간 발전량이 1000MW 정도임을 감안한다면
정말 대단한 위력이네요.

그리고 레이저 무기는, 확산이 없고 발사지점의 면적이 좁을수록 위력이 크다고 합니다.
생각해보면 당연하겠지요?
총 출력을 면적에 나눠서 받을테니, 닿는 면적이 좁을수록 위력도 커지겠지요.

레이저는 또한 폭탄처럼 순간적으로 적을 파괴하는 무기가 아니라
큰 에너지를 한 지점에 일정시간 동안 비춰 그 열로 파괴하는 방식입니다.
따라서 적의 재질이 굉장히 중요해지겠지요.
정확하게는 알 수 없습니다만, 한번 계산을 해볼게요.
레이저 발사 시간은 파괴에 필요한 에너지를 레이저빔이 가하는 에너지로 나누면 되겠지요.
붉은 제국의 로봇이 예를 들어
1제곱센티미터 당 400kJ의 열을 받을 때 폭발한다고 가정한다면
가슴의 빔은 960초(40만J/(416J/초))를 쪼여야 하겠네요.
가슴의 V자 면적을 24제곱미터로 계산했을 때의 결과입니다.

즉, 레이저 출력이 100MW라는 어마어마한 힘을 내더라도
면적이 넓은 가슴에서 나가는 빔은 960초... 무려 16분이란 시간을 쬐어야 적을 파괴시킬 수 있는 것이죠.
현재의 레이저 기술로는 굉장히 비효율적인 무기라고 할 수 있겠습니다.
실제로 이것을 사용하려면 레이저를 좁은 면적에 모아주는 기능이 꼭 있어야 하겠네요.

또한, 현재 항공기용 레이저 시스템을 태권브이에 장착했다고 가정한다면
항공기 레이저는 위 사진처럼 보잉 747-400 동체의 2/3 이상을 레이저 발사장비로 채운다고 해요.
이것을 태권브이에도 적용한다면.. 아마 몸 전체가 레이저 발사장비로 채워져야 하겠죠.
이러한 부분에 대한 대안이라면
많은 양의 에너지를 만들어야 하는 레이저 발진장치를 기지에 설치하고
태권브이가 거울 역할만 하는 방법도 있습니다.
사실 가슴의 V자는 기지에서 전송한 레이저 광선을 반사하는 역할이라는 설정이라면 가능하겠지요.

레이저 무기는 10~40%의 에너지 변환효율을 가집니다.
레이저로 변하지 못하는 에너지는? 열로 발산되지요.
그렇다면 태권브이가 레이저 무기를 사용했을 때 발생하는 열도 엄청나겠죠?
냉각 장치가 없으면 태권브이가 녹아버리는 일도 일어날지 모릅니다.
필수로 장착해야겠어요.

태권브이의 광자력 빔은 '자바늄' 이라는 가상물질을 매질로 사용해 발생시키는 것으로 설정되어 있습니다.
사실 아직은 그런 가상의 설정으로 가능한 무기란 얘기죠.
정말로 현실에서 에너지 변환효율이 지금까지의 매질보다 월등한 물질이 존재한다면,
빔의 파장을 적절히 조절해서
로보트태권브이에 나온 모습처럼 사막 아래의 기지도 파괴시킬 수 있을 겁니다.

이 글 역시, 과학동아에서 다른 태권브이 10대 기술 분석,
한국 항공대 교수로 근무하시는 장영근 교수님의 분석을 참고했습니다.

실사 영화에서는 레이저 무기가 등장할까요?
다른 어떤 무기들이 등장할지.. ㅎㅎ 부활한 태권브이의 무기들도 무척 궁금해지네요.