흔히 ‘탄환열차’라고 불린다. 항공기보다 빠른 열차가 실현될 것인가. 미국에서 추진되고 있는 이 미래의 열차는 하이퍼 루프(Hyperloop)라고 한다.

하이퍼 루프(Hyperloop)란, 전기차 제조기업 테슬라 모터스와 스페이스 X 창업자 엘런 머스크가 열악한 미국의 여객용 철도산업 개선을 위해 2013년 처음으로 제안한 캡슐형 초고속 열차 사업이다. 초기에는 비현실적으로 평가받았으나 점차 현실화되고 있다는 평가를 받고 있다.

원리는 완전히 밀폐된 터널(튜브)을 지상 위에 건설하고, 내부를 공기 저항이 거의 없는 낮은 기압상태로 만든 뒤 그 안에서 열차 1량을 발사하는 방식이다. 기존 열차의 특징이자 마찰력 발생의 원인이 되는 바퀴가 존재하지 않으며, 열차와 튜브 사이에는 고압의 공기를 이용한 공기베어링이 형성돼 열차를 공중에 띄운다.

 

 

 

미국의 대표적 여객철도인 암트렉(Amtrak, 전미여객철도공사 운영)을 비롯, 여객용 철도 환경은 일본이나 유럽등 다른 선진국에 비해 상당히 열악하다. 장거리는 여객용 항공기에, 단거리는 자동차에 밀려 1950년대 이후 전반적인 철도 인프라에 유의미한 수준의 개선이 없었디.

미국의 여객 철도 산업은 워싱턴 D.C.~보스턴의 제한된 구간에서만 이용가능한 아셀라 익스프레스(시속 240km) 외에 고속철도를 보유하지 못한 실정이다. 전 국토 내 주요 도시를 가로지르는 KTX, 신칸센, TGV, ICE 등을 보유한 타 선진국(한국·일본·프랑스·독일)에 비해 상당히 낙후돼 있는 편이다.

 

 

 

① 항공기 능가하는 속도

공중 부양 및 터널 내 진공-준진공 상태 유지를 통해 기존 열차가 가진 공기저항과 마찰저항 문제가 대부분 해결됐다. 이론상 시속 1,200km 이상을 낼 수 있으며, 이는 장거리 운송에 널리 활용되는 여객 항공기(시속 약 800km)를 능가한다.

하이퍼 루프가 도입될 시 미국의 주요 대도시인 LA와 샌프란시스코 간 600km 거리를 단 35분 만에, 한국의 경우 서울과 부산과의 거리를 단 16분 만에, 주파할 수 있을 것으로 전망된다.

② 신재생 에너지 활용한 친환경성

열차 추진에 사용되는 외부 모터는 터널 지붕에 설치한 태양광 패널로 충전이 된다. (태양광 발전) 신재생 에너지를 활용할 수 있으며, 화석연료를 사용하는 자동차나 항공기에 비해 높은 친환경성을 보유하고 있다.

③ 항공기에 비해 높은 도시 접근성

일반적으로 도심에서 상당히 떨어져 있는 비행장을 통해야 하는 항공기에 비해, 열차 특성상 도심에 진입하기 쉬워 접근성·편의성 면에서 상대적으로 뛰어나다.

④ 탈선 우려가 없다

가끔씩 선로를 이탈해 승객에게 피해가 발생하는 기존 열차와 달리, 폐쇄된 공간인 튜브 안을 운행하기 때문에 탈선의 위험이 없어 안전성이 높다.

 

 

 

▲ 추진력 테스트

하이퍼 루프용 소규모 테스트 코스가 미 서부 라스베가스 시 인근에 첫 설치됐다. 2016년 5월 0.5마일 짜리 시험 선로에서 불과 2초 만에 187km의 속도를 내는데 성공했다. 시험운전에서 추진력 테스트 통과한 것으로 알려졌다.

▲ 풀스케일 테스트 트렉 건설

2016년 하반기까지 추가적으로 라스베가스 시 인근에 10만5,000 평팡ft 규모의 첫 하이퍼 루프 생산시설이 확보됐다. 인근 도시인 네바다 주 Apex시에 튜브를 포함한 풀 스케일의 테스트 트렉이 건설됐다.

▲ 실험용 프로토타입 공개 및 주행 실험 성공

2017년 5월 세계 최초의 풀 스케일의 하이퍼 루프 주행 테스트가 네바다 주에서 진행됐다. 실험 결과는 성공적인 것으로 평가됐다.

추가적으로 하이퍼 루프 실험용 열차의 프로토타입이 2017년 7월 대중에 처음으로 공개됐다.

 

 

 

가장 큰 문제는 높은 건설 비용으로 경제성이 부족하다는 점이다. 시범구간 건설에만 약 1억 달러(약 1,200억 원)가 소요되며, 전 구간 건설에는 최소 70억 달러(약 8조 원)가 소요될 예정이다. 개발 및 보급확대를 위해서는 막대한 재원 마련과 소요 비용을 최소화해야 할 필요가 있다.

 

 

코트라 디트로이트 무역관에 따르면, 미국에서 하이퍼 루프 사업을 선도하는 기업은 캘리포니아 주에 위치한 Hyperloop One사다. 이 회사는 2014년 창립했으며 2016년 하이퍼 루프 개발에 약 8,000만 달러의 예산을 확보하며 개발에 박차를 가하고 있다. 이 회사는 2021년 하이퍼 루프 상용화를 목표로 하며, 최종적으로 미국 내 총 35개의 대도심 지역을 하이퍼 루프로 잇는 계획을 추진 중이다.

미국에서 개발중안 하이퍼 루프는 현재 운영중인 한국의 KTX, 신칸센, TGV 등 고속열차나 여객용 항공기의 속도보다 빠르며, 현실화될 경우 미국뿐만 아니라 전 세계적으로 운송 산업에 혁신적인 수준의 변화가 일어날 것으로 예상된다.