테슬라 신형 로드스터 공개…"날아다니는 자동차"의 실체, 개발진이 직접 밝힌 모든 것

테슬라가 오랫동안 예고해 온 차세대 로드스터가 마침내 베일을 벗었다. 2017년 처음 모습을 드러낸 이후 약 9년 만에 나온 이번 결과물은 많은 이들의 예상을 완전히 벗어났다. 단순히 빠른 전기 스포츠카가 아니라, 압축 질소를 분사하는 콜드 가스 스러스터와 공기를 빨아들이는 석션 팬, 변신하는 공력 장치까지 갖춘 '기술 시연장'에 가깝다. 이 글은 모터트렌드(MotorTrend) 두 편과 해거티(Hagerty) 한 편 등 개발진 인터뷰 영상 세 편의 내용을 바탕으로 신형 로드스터의 설계, 성능, 기술, 출시 계획을 정리한 것이다.

인터뷰에는 테슬라의 수석 디자이너 프란츠 폰 홀츠하우젠과 차량 엔지니어링 부사장 라스 모라비가 등장해, 외관 디자인부터 배터리와 모터, 스러스터 구조, 실내 구성까지 직접 설명했다. 영상 속 차량은 아직 프로토타입이며 일부 수치는 목표치라는 단서가 반복해서 붙었다. 따라서 아래 수치들은 최종 사양이 아니라 공개 시점의 개발 목표라는 점을 먼저 밝혀 둔다.

눈을 가린 채 도착한 SpaceX 시설, 그곳에서 공개된 로드스터

모터트렌드 취재진은 텍사스 맥그리거에 있는 SpaceX 시설로 이동하는 동안 외부 정보를 차단하기 위해 안대를 착용해야 했다. 해거티의 기자 역시 전날 대부분 자율주행 차량으로 이동한 뒤 마지막 몇 마일을 눈을 가린 채 이동했다고 전했다. 넓고 깨끗한 흰색 격납고 안에는 검은 커튼 상자로 가려진 차가 놓여 있었고, 덮개가 걷히자 하단의 라이트 바가 은은하게 빛났다.

현장 분위기는 마술쇼에 가까웠다. 모터트렌드 진행자는 이전 로드스터와 "매우, 매우 다르다"고 첫인상을 말했고, 뒤쪽에 달린 네 개의 장치가 무엇인지가 가장 먼저 떠오른 질문이었다고 밝혔다. 이후 테슬라는 공개 행사 당일 차량의 주행과 비행 시연까지 선보이는 것으로 예고했다. 해거티 기자는 행사 전에 촬영한 영상이 끝난 뒤 덧붙인 후기에서, 행사를 보고 나니 오히려 더 놀랍고 더 혼란스럽다고 소감을 전하기도 했다.

사이버트럭의 후손, 우주선과 오리가미 사이의 디자인

디자인을 총괄한 프란츠 폰 홀츠하우젠은 이번 로드스터를 사이버트럭과 사이버캡에서 이어지는 "깨끗하고 단순하고 우아한 선, 흐르는 면"의 연장선으로 설명했다. 이 차의 핵심 콘셉트는 성능을 겉으로 드러내지 않고 피부 아래에 숨기는 것이다. 평소에는 매끈한 쿠페처럼 보이지만 필요할 때 날개와 판이 열리며 '변신'한다는 설명이다. 해거티 기자는 흰색 패널과 날카로운 선이 "반은 항공우주, 반은 오리가미" 같았다고 표현했다.

디자인 영감으로는 초음속 정찰기 SR-71, 수직 이착륙이 가능한 F-35, 그리고 유명 첩보 영화에 나온 변신 잠수 자동차가 언급됐다. 아름다운 차가 목적에 따라 모습을 바꾼다는 개념이 공통 분모다. 모터트렌드 진행자는 비율에서 람보르기니의 느낌이 난다고 평했는데, 앞으로 쏠린 캐빈, 삼각형에 가까운 헤드램프, 앞에서 뒤쪽 펜더로 흐르는 강한 캐릭터 라인이 그 이유였다. 폰 홀츠하우젠은 그 비교가 나쁘지 않다고 받아들였다.

헤드램프는 '팝업'이 아니라 '팝다운' 방식이다. 평소에는 덮개가 닫혀 전면이 깨끗하게 유지되고, 덮개가 내려가면 주간주행등과 저·고빔이 한 모듈에 들어간 얇은 램프가 드러난다. 라스 모라비는 모듈 두께가 약 15mm에 불과하다고 설명했다. 거울은 측면 카메라가 맡지만 미국 규정 때문에 미국 시장용에는 거울이 달린다. 와이퍼는 비가 오지 않는 지역에서는 떼어낼 수 있도록 탈착식으로 만들었다. 프런트 트렁크(프렁크)는 없다. 차체 소재는 프로토타입 기준 전체가 탄소섬유이며, 양산형은 트림에 따라 일부를 금속으로 바꿀 수 있다고 했다.

숨겨진 액티브 에어로, 차체 전체가 날개가 된다

로드스터의 공력 시스템은 "움직이지 않을 것처럼 보이는 모든 패널이 움직인다"는 말로 요약된다. 앞쪽 후드 위에는 냉각 공기를 빼내는 액티브 벤트가 있고, 그 아래에는 앞 노즈 안쪽에서 최대 80도까지 각도를 바꾸는 윙이 숨어 있다. 옆면의 작은 펜더 조각처럼 보이는 부분은 사실 바지보드(barge board)로, 튀어나오며 공기 흐름을 제어한다. 휠 하우스 쪽 펜더도 열려 휠 주변의 공기를 빼내 고속에서 압력을 낮춘다. 모라비는 앞쪽의 이 전체 구조가 사실상 "거대한 날개"이며 양력 면이 다섯 개나 된다고 설명했다.

이 장치들 덕분에 시속 200마일(약 320km/h)을 넘는 속도에서는 최대 2G에 달하는 다운포스를 만들 수 있다고 한다. 반대로 평소에는 모든 패널을 닫아 공기저항을 최소화한다. 폰 홀츠하우젠은 에어로 시스템이 두 가지 기본 모드를 가진다고 설명했다. 하나는 급제동과 코너링에 쓰는 고다운포스 모드이고, 다른 하나는 윙을 눕혀 저항을 줄이는 고속 모드, 즉 F1의 DRS와 같은 개념이다. 모든 동작은 자동으로 이뤄질 수도, 운전자가 직접 설정할 수도 있다. 해거티 영상에서 모라비는 "독일의 그 유명한 서킷"의 마지막 직선에서 윙을 눕히고 통과하는 장면을 언급하며 은근히 뉘르부르크링 도전을 암시했지만, 시뮬레이션 결과는 공개하지 않았다.

옵티머스 다리 액추에이터가 움직이는 이중 리어 윙

가장 눈길을 끄는 부분은 뒤쪽의 큰 윙이다. 접어 두면 차체와 한 덩어리처럼 보이지만, 펼치면 복엽기처럼 위아래 두 층으로 공기를 모는 구조다. 모라비는 "테슬라는 단순함을 믿는다"며 구조 자체는 피벗이 달린 4절 링크일 뿐이라고 설명했다. 아래 모터가 윙을 밀어 올리고, 위 모터가 각도를 조절한다.

이 모터들은 테슬라의 휴머노이드 로봇 옵티머스의 발목과 다리 액추에이터를 가져다 쓴 것이다. 윙에 걸리는 힘이 수천 뉴턴에 달하기 때문에 "액추에이터를 가장 잘 만드는 곳은 우리"라는 것이 이유다. 다만 윙이 펼쳐진 위치를 유지할 때 전력을 계속 쓰지 않도록 브레이크를 추가했다. 충전 포트도 흥미롭다. 운전석 쪽 윙 뒤에 숨겨져 있어서, 충전을 하려면 윙을 펼쳐야 한다. 차체 옆면에 불필요한 커팅 라인을 하나 줄이기 위한 선택이다.

'서커 시스템'… 타이어의 한계를 넘기 위한 네 개의 팬

이 차의 가장 독특한 장치는 후면 디퓨저에 장착된 네 개의 전동 팬이다. 라스 모라비는 내부에서는 이를 '서커(sucker) 시스템'이라고 부른다고 말해 취재진을 웃게 했다. 원리는 간단하다. 타이어에 쓰이는 고무의 마찰 계수는 1을 크게 넘기 어렵기 때문에, 접지력을 더 얻으려면 차를 노면으로 눌러야 한다. 일반적인 날개는 시속 50마일 안팎 이하에서는 거의 효과가 없지만, 팬은 정지 상태에서도 다운포스를 만든다.

차체 양옆과 앞뒤에는 독립적으로 움직이는 네 개의 스커트(펜스)가 내려와 차 아래 공간을 밀폐하고, 팬이 그 공기를 뽑아낸다. 스커트는 고무와 나일론 솔로 된 소모품이며 사실상 서킷 전용이다. 이 상태에서는 코너에서 2G 이상의 횡가속도를 낼 수 있다. 모라비는 이론상 정지한 채로도 "차를 뒤집어 천장에 붙일 수 있는" 수준, 즉 약 2,500kg의 다운포스가 가능하다고 말했다. 다만 "수학적으로는 가능하지만 아직 시도해 보지는 않았다"고 덧붙였다.

고속에서는 앞뒤 스커트를 들어 올려 차 아래로 공기를 빠르게 흘려보낸다. 벤츄리 효과로 윙의 다운포스와 균형을 맞추고, 팬이 약간의 추진력도 보탠다. 각 팬은 테슬라 히트펌프의 압축기 모터와 인버터를 기반으로 만들었다. 원래 약 12kW 수준인 부품을 1만 5,000rpm 이상으로 돌리도록 튜닝했고, 인버터를 개선해 팬 하나당 20kW까지 목표로 하고 있다. 네 개를 합치면 약 80kW다.

1메가와트의 후륜구동 파워트레인

로드스터는 후륜구동이다. 테슬라가 2014년부터 사륜구동 고성능차를 만들어 온 점을 생각하면 의외의 선택이다. 모라비는 "토크를 뒤에서 모두 받는 감각에는 감성적인 무언가가 있다"며, 서커 시스템과 에어로 다운포스 같은 물리적 수단으로 트랙션을 확보할 수 있어 모든 출력을 뒷바퀴에 보내도 가속과 제어에 문제가 없다고 설명했다. 폰 홀츠하우젠은 이 차를 "마지막이자 최고의 드라이버스 카"라고 규정했다.

뒤쪽에는 독립 인버터를 갖춘 두 개의 모터가 있고, 각 모터는 약 500kW를 낸다. 합산 출력은 1메가와트를 넘으며 마력으로는 약 1,500마력이다. 해거티 영상에서는 1,341마력과 1,033파운드피트라는 수치가 퍼포먼스 모델 사양으로 소개됐고, 모라비는 토크가 약 1,348N·m라고 말했다. 모터는 모델 S 플레이드의 모터보다 작지만, 플레이드의 모터 세 개를 합친 것보다 토크와 출력이 크다. 출력 밀도는 거의 3배 가까이 향상됐다. 회전자에는 코발트가 들어간 소재를 쓰고 탄소 오버랩을 적용했다. 디퍼렌셜은 없으며, 감속비 8.4의 플래네터리 기어로 좌우 바퀴를 독립 제어한다. 서스펜션은 더블 위시본과 로커 암 방식이며, 스풀 밸브 어댑티브 댐퍼를 쓴다. 트랙 모드에서는 차고가 40mm 낮아지고 강성이 세 배로 올라간다.

티타늄 커버와 알루미늄 캔, 양면 냉각의 4680 배터리

배터리 팩은 이 차를 위해 따로 개발한 4680 셀을 사용한다. 일반적인 강철 캔 대신 알루미늄 캔으로 무게를 줄이고 열 전도성을 높였다. 팩의 상부 커버도 보통의 강철 대신 두께가 얇고 가벼운 티타늄을 썼고, 두께가 다른 부위마다 맞춤 용접을 했다. 하부는 충격과 열 사고에 대비한 알루미늄 판이다. 가장 큰 특징은 양면 냉각이다. 보통은 셀 두 줄 사이에 냉각관 하나가 지나가지만, 이번에는 셀 묶음마다 양쪽에 냉각관이 있고 냉각수가 한 방향으로만 흐른다. 한쪽에서 차가운 냉각수를 넣어 반대쪽으로 내보내기 때문에 열 분포가 균일하다.

덕분에 셀을 더 촘촘하게 넣을 수 있고, 높은 출력을 계속 뽑아도 성능이 떨어지지 않으며, 충전 속도도 올라간다. 시스템 전압은 800~1,000V 범위로 사이버트럭과 세미와 같은 고전압 계열이다. 충전 출력은 500kW 이상이고, 충전 시간은 10~80%를 10분 안팎, 길어도 15분 이내로 목표한다. 해거티 영상에서는 15~80%를 10분이라고 소개하기도 했다. 용량은 약 115kWh로 언급됐지만 셀 화학 구성을 아직 확정하지 않았기 때문에 "조금 늘거나 줄 수 있다"고 했다. 주행거리 목표는 300마일(약 480km) 이상이다. 모라비는 이 정도면 25~30분의 서킷 주행 후 10분 충전으로 다시 달릴 수 있어서, 운전자가 충전 시간보다 먼저 지칠 것이라고 농담했다. 차량 무게 목표는 1,700kg 미만이다. 배터리 셀은 캘리포니아 파일럿 공장에서 만들고, 로드스터는 기가 텍사스 단지 안에 마련된 별도 건물, 이른바 '로드스터 팩토리 텍사스'에서 생산한다.

0-60마일 1초 미만, 네 단계로 나뉜 라인업과 성능

로드스터는 단일 사양이 아니라 순서대로 요소를 쌓아 올리는 네 단계 구성이다. 폰 홀츠하우젠은 "로드스터, 퍼포먼스, 스러스트, 로켓"으로 나뉘며 앞 단계의 장비를 모두 포함한 채 다음 장비가 얹힌다고 설명했다. 기본형은 후륜구동 듀얼 모터에 액티브 에어로를 갖춘다. 퍼포먼스는 여기에 서커 팬을 더한다. 스러스트는 200리터 압축 질소 탱크와 노즐 네 개를, 로켓은 추가 탱크와 여섯 개의 노즐을 더한다.

성능 목표는 영상마다 조금씩 다르게 제시됐다. 모터트렌드 인터뷰에서 폰 홀츠하우젠은 스러스트 버전의 0-60마일(약 97km/h) 가속을 "0.8초 안팎, 확실히 1초 미만"이라 했고, 최고속도는 시속 330마일(약 531km/h)로 "퍼포먼스 카로서 아무도 도달하지 못한 수치"라고 말했다. 기본형은 0-60마일이 "1초를 조금 넘는" 수준이며 최고속도는 220마일 안팎이다. 해거티 영상에서는 롤아웃을 제외하면 0.55초라는 수치가 나왔고, 기자는 롤아웃 기준 때문에 실제로는 0.1~0.2초를 더해야 한다고 지적했다. 같은 영상에서 퍼포먼스 모델은 0-60마일 1.6초, 스러스트 모델은 롤아웃을 제외하고 0.85초에 5G 이상을 만든다고 소개됐고, 최고속도는 210마일에서 230마일로 오른다고 전했다. 쿼터마일 기록은 "전문가에게 맡기겠다"며 공개하지 않았다. 이처럼 수치가 엇갈리는 것은 측정 기준과 개발 단계가 다르기 때문으로 보인다.

SpaceX 기술을 빌린 콜드 가스 스러스터

스러스트 버전의 핵심은 SpaceX와 공동 개발한 콜드 가스 스러스터다. 뒤쪽 짐칸에 200리터 탄소 오버랩 압력 용기(COPV)가 들어가고, 용기 안에는 최대 10,000psi의 압축 질소가 담긴다. 용기에서 나온 가스는 두 갈래 관을 지나 후면의 노즐 네 개로 분출된다. 인코넬과 티타늄 같은 특수 금속이 쓰였고, 밸브는 옵티머스의 액추에이터로 열고 닫는다. 좌우 밸브를 따로 제어해 한쪽 유량이 10%만 달라도 차가 회전해 버리는 요(yaw) 문제를 실시간으로 보정한다. 추력은 약 8만 뉴턴(80kN)으로, 모라비는 애프터버너를 켜기 전의 전투기 엔진 한 기와 비슷한 수준이라고 비유했다.

'콜드'는 연료를 태우지 않는다는 뜻이다. 스프레이 캔에서 가스가 나올 때 차가워지는 것과 같은 원리이며, 노즐에서는 영하 온도로 나오다 곧 주변 온도로 올라간다. 풍선을 불었다가 놓을 때처럼 압력이 낮아질수록 추력이 떨어지므로 지속 시간은 몇 초에 불과해 경주 트랙이나 드래그 스트립 같은 비공개 공간에서만 쓸 수 있다. 가스가 음속을 넘어 분출되기 때문에 충격파 다이아몬드가 보이고 소리도 매우 크다. 질소는 독성이 없고 공기의 약 80%를 차지한다. 모라비는 차에 연료를 넣는 것이 테슬라답지 않아서 질소를 택했다고 설명했다. 다만 충전은 쉽지 않다. 600리터를 채우는 데 6~7시간이 걸리고, 약 30분으로 줄이는 장치를 개발 중이다.

로켓 버전: "날 수 있는 자동차"를 향한 도전

최상위 로켓 버전은 조수석 자리에 400리터 용기를 하나 더 넣어 총 600리터를 확보하고 단일 좌석 차량이 된다. 추가로 여섯 개의 노즐이 달린다. 휠 뒤쪽에서 아래를 향하는 네 개와 차 앞쪽 요 제어용 두 개다. 폰 홀츠하우젠은 목표를 "아무도 해 본 적 없는 것, 날아다니는 자동차"라고 밝혔다. 이전에 불가능하다고 했던 세미트럭이나 자율주행을 해냈던 것처럼 로드스터도 '불가능에의 도전'을 이어 가는 무대라는 설명이다. 모라비는 일론 머스크가 "날아다니는 자동차는 존재한다는 것을 친구에게 증명하려 한다"고 전했다. 구체적인 비행 높이와 시간은 공개 행사에서 보여 주겠다며 말을 아꼈다.

트렁크 안의 거대한 탱크

스러스트 버전의 후면 해치를 열면 뒷좌석 자리에 탄소섬유 탱크와 두 개의 액추에이터가 보인다. 뒷좌석이 없는 2인승 구성이라서 탱크를 달지 않으면 이 공간은 짐칸으로 쓴다. 탱크는 충돌 시험을 마쳤고, 주변의 지지대가 탱크를 단단히 고정한다. 모라비는 기술 분담도 분명히 했다. 배터리, 파워트레인, 섀시, 차체 구조, 서커 시스템은 모두 테슬라의 몫이고, 스러스트와 비행 패키지 부분만 SpaceX와 공동 개발했다는 것이다. 밸브 설계는 SpaceX의 것이고 그것을 지상에서 움직이는 모터가 테슬라 쪽 기술이다. 테슬라와 SpaceX가 하나가 되느냐는 질문에 폰 홀츠하우젠은 "답을 모른다"고 선을 그었다.

비행기 조종석 같은 실내와 바이와이어 시스템

실내는 무게를 줄이는 데 집중했다. 시트 모터를 없애고 시트를 실내 섀시의 일부로 만들었다. 좌석 베이스는 고정이고 등받이만 각도가 조절되며, 거리 조절은 페달 박스와 스티어링 휠이 대신한다. 페달은 레버를 당겨 앞뒤로 움직이는 수동식이며 레이싱카처럼 바닥에서 힌지로 고정된 구조다. 시트는 맥라렌 W1과 비슷한 느낌이라는 평도 나왔다. 창문은 완전히 내려가고 지붕 패널 두 장을 떼어 낼 수 있어 로드스터라는 이름에 어울리는 오픈 에어 주행이 가능하다. 단, 탱크를 단 버전은 패널을 보관할 짐칸이 없다. 컵홀더는 뒤쪽 패널 뒤에 있고 도어에는 조작 버튼이 거의 없어 창문 스위치 두 개와 비상 레버뿐이다.

요크 스티어링과 스티어 바이 와이어

스티어링은 원형 휠이 아니라 요크 형태다. 스티어 바이 와이어를 적용해 앞쪽으로 연결되는 기계식 커넥터가 없고, 가변 조향비를 쓸 수 있다. 브레이크와 스로틀도 바이 와이어다. 폰 홀츠하우젠은 "전투기와 레이싱카의 중간"을 의도했다고 말했다. 요크 위에는 방향지시등과 DRS 버튼이 있고, 에어로를 직접 조작할 수 있다. 모든 것을 자동으로 처리하는 '슈퍼맨 모드'도 있다. 모라비는 차량 동역학 제어기 하나가 조향, 제동, 트랙션 컨트롤, 구동계, 댐핑, 액티브 에어로를 하나의 시스템으로 묶어 운전자의 입력에 맞춰 스스로 최적화한다고 설명했다.

드라이버를 향한 화면, 그리고 제한된 FSD

중앙 화면은 운전자 쪽으로 고정돼 있고, 앞유리 아래의 얇은 바에도 보조 화면이 있다. 액티브, 컴포트, 트랙 등 주행 모드를 고르면 계기판과 공조, 차고, 에어로가 한꺼번에 바뀌고, 트랙 모드에서는 계기판이 붉은색으로 바뀌며 속도계 눈금이 220까지 올라간다. 발사 모드는 치타 모드와 비슷하고, 서킷에서 짧게 출력을 더하는 e-부스트 버튼도 있다. 모드 구성은 아직 개발 중이다. 흥미로운 점은 FSD다. 카메라와 하드웨어는 갖췄지만, 극단적으로 누운 앞유리와 퍼포먼스 카라는 성격 때문에 "제한된 버전의 FSD"만 제공한다고 한다. 해거티 기자는 이 차가 사람이 주로 운전하는 마지막 테슬라가 될 수 있다는 의견을 내놓았다.

머스크의 007 로터스에서 얻은 영감

모터트렌드는 이 차의 영감이 된 실물도 소개했다. 일론 머스크가 소유한 영화 속 잠수 자동차 로터스 에스프리다. 모라비는 뒤쪽 네 개의 프로펠러가 로드스터의 네 팬과 닮았다고 말했고, 해거티 인터뷰에서도 "우리 보스가 영화 속 스파이카를 갖고 있는데 뒤에 프로펠러 네 개가 있다"고 직접 언급했다. 공상과학 영화가 현실을 만드는 데 영감을 준다는 설명이다. 이 차는 로드스터 팀에게 상징적 참고 대상이 된 셈이다.

2028년 출시, 예약은 이미 진행 중

출시 시점은 2028년이다. 폰 홀츠하우젠은 기본형과 퍼포먼스는 누구나 구매할 수 있게 하겠다고 했고, 예약은 이미 열려 있다. 반면 가장 극단적인 로켓 버전은 몇 대를 만들지, 어떻게 판매할지를 아직 정하지 않았으며 초대 방식으로 판매할 가능성이 있다. 가격은 아직 공개되지 않았다. 개발 상황은 이렇다. 개발용 프로토타입이 네댓 대 있고, 내년 초에는 더 큰 규모의 시험 생산이 이뤄질 예정이다.

이번 로드스터를 두고 해거티 기자는 지금까지의 전기 하이퍼카는 내연기관 엔진을 배터리로 바꾸는 것만으로는 충분히 팔리지 않았다고 짚으면서, 이 차는 전기차라는 사실을 내세우지 않고 다른 곳에서 얻을 수 없는 무언가를 제공한다고 평가했다. 기본형이 홈런이 될지, 로켓 버전이 실제로 하늘을 날지는 2028년이 오기 전 시연에서 가려질 것이다. 분명한 것은 테슬라가 로드스터를 '가장 빠른 전기차'가 아니라 '불가능에 도전하는 증명의 장'으로 다시 정의했다는 점이다.