2020년 10월 10일부터 중국이 자체 설계 제작한 유인 잠수정 ‘펀더우저(奮鬥者)호’는 ‘탄숴(探索)1호’,‘탄숴(探索) 2호’ 모선과 함께 하이난(海南) 싼야(三亞)에서 출항해 마리아나 해구에서 1만m급 해양 테스트를 진행했다.
2020년 10월 27일, ‘펀더우저호’는 수심 1만m 돌파에 성공했다. 11월 10일 8시 12분, ‘펀더우저호’는 마리아나 해구 해저 1만909m 밑 바닥에 정착하는데 성공하며 중국의 유인 잠수정 최저 심해 잠수 신기록을 경신했다. 정착에 성공한 후 ‘펀더우저호’는 6시간 동안 샘플 채취, 순항, 촬영 등의 작업을 진행했다.
인류는 왜 심해 잠수를 하는 걸까? 중국의 심해 탐사는 어떤 과정을 거쳐 왔을까? ‘펀더우저호’는 어떤 핵심기술을 갖추고 있을까? 이번 기사를 통해 독자들에게 하나씩 소개한다.
달 착륙 횟수보다 적은 ‘1만m 심해 잠수’
“인류의 1만m 깊이 심해 잠수 횟수는 달 착륙 횟수보다 적었다.” ‘펀더우저호’ 총설계자이자 1만m 해양시험 총지휘자 예충(葉聰)이 인터뷰에서 소개했다. “우주와 달에 대한 인류의 지식은 심해를 뛰어 넘었다. 심해 탐사와 해양 보호, 해양 자원 개발은 모두 심해 탐사와 밀접한 관련이 있다.”
예충이 말한 것처럼, 해양 면적은 지구의 71%를 차지하며, 바닷물은 지구 자원 총량의 97%를 차지한다. 해저에는 풍부한 자원이 매장되어 있고 광물과 에너지 매장량 모두 육지를 초월한다. 심해 잠수에 대한 인류의 열정이 빠른 속도로 뜨거워지는 것도 바로 이 때문이다.
서태평양에 위치한 마리아나 해구는 ‘지구의 제4극(地球第四極)’이라고 불린다. 이곳의 가장 깊은 곳은 1만1000m에 달한다. 1만1000m는 어떤 느낌일까? 해발 8844m 초모랑마(에베레스트산)를 마리아나 해구의 바닥에 놓으면 산꼭대기부터 해수면까지 2km 남짓 남는다. 이 깊이의 수압은 110MPa 이상으로, 한 사람의 등 위에 코끼리 2000마리가 있는 것과 맞먹는다. 이곳은 수압만 높은 것이 아니라 완벽한 암흑으로 지구상에서 가장 환경이 열악한 지역 중의 하나이다.
“예전에는 사람들이 해수면 6000m 아래는 높은 압력, 햇빛과 음식물 공급 부족, 특이한 해저 지형, 격렬한 지각 활동 등 다양한 극한 환경요인이 있어 침울하고 세상과 단절된 생명력이 없는 세계일 거라고 여겼다.” ‘탄숴2호’ 탐사선의 감독 겸 수석과학자인 펑샤오퉁(彭曉彤)은 이와 같이 밝혔다. 그러나 심연에 대한 과학 탐사가 진행되면서 이런 인식은 뒤집히고 있다. 심연 지학, 심연 생명과학으로 대표되는 심연과학 연구는 현재 국제 심해과학 연구의 최첨단을 대표한다.
심해 조사 기술이 발전함에 따라 최근 몇 년 동안 전세계적으로 대규모 심해 조사 활동이 속속 전개되면서 훨씬 많은 새로운 심해 생물이 발견되었고, 심해 생물의 종류와 생명력 역시 예상을 훨씬 뛰어 넘었다. 이 모든 탐사는 하나의 키워드를 중심으로 전개된다. 바로 ‘심해 장비’이다.
‘7103’부터 ‘펀더우저’까지
중국의 1세대 유인 잠수정은 ‘7103 구명정’으로, 1986년 연구 개발에 성공했다. 한 척당 300m 잠수가 가능하고 항속은 4노트밖에 안 되는 해양구조장비지만 1980년대 중국에선 최첨단 유인잠수정이었다.
시간이 지날수록 중국의 해양탐사 속도도 빨라졌다. ‘7103구명정’ 이후 중국은 잇따라 ‘하이런(海人)1호’와 ‘탄숴호’ 등의 심해 잠수 장비를 개발하며 중국의 수중 위치 추적, 음향 탐지, 항압재와 기계 제어 등 많은 분야에서 경험을 축적했다. 2012년, 7000m급 유인 잠수정 ‘자오룽(蛟龍)호’가 7062m까지 잠수했다. ‘자오룽호’의 잠항 깊이는 전세계 해양 면적 99.8%를 포괄하게 되었고, 남은 0.2%는 나락으로 떨어지는 극한의 ‘심연’일 뿐이었다.
2009년 ‘자오룽호’가 막 연구개발을 마쳤을 때 부품 중국 자체 생산 정도는 50% 미만이었다. 이 문제를 해결하기 위해 중국과학기술부는 유인 잠수정 핵심기술 난관돌파 작업을 시작해 중국의 심해 잠수정 핵심기술과 핵심부품의 중국산화를 추진했다. 2014년까지 ‘자오룽호’의 부품 국산화율은 90%를 넘어섰다. 2016년, 1만m급 잠수정 ‘펀더우저’ 프로젝트가 시작됐다.
“유인 캡슐과 부력재 제조 기술은 심해 잠수정의 양대 핵심 기술”이라고 ‘펀더우저호’ 총설계자 예충이 소개했다. 수년간의 부단한 개선과 테스트를 거쳐 ‘펀더우저호’의 유인 캡슐은 중국산 신기술 티타늄합금 소재로 제작되어 강도가 높고 강인성도 좋아 ‘펀더우저호’가 해저에서 받을 압력을 버티고 항해할 수 있게 해준다. 그는 “귀항 시 잠수정 바깥에 있는 수천 개의 나노미터 크기의 유리 구슬로 구성된 부력재는 잠수정에 충분한 부력을 제공할 뿐 아니라 자체적으로도 매우 튼튼하다”고 덧붙였다.
이와 동시에 해저에서 월등히 오랜 시간 작업을 할 수 있도록 ‘펀더우저호’에는 몇 개 그룹으로 나뉜 100여 개의 리튬 배터리가 장착되어 있다. 이 배터리들은 유지로 충전되어 있어 열 전달을 통해 고온 시 자연 발화가 일어나지 않도록 했다.
‘펀더우저호’의 전체 잠항 과정은 방송국과 인터넷을 통해 생중계됐다는 점도 언급할 만하다. “1만m의 심해는 말로 형언할 수 없이 기묘하다. 우리는 ‘펀더우저호’의 화면을 통해 여러분에게 1만m 해저의 매력을 보여주고자 한다.” ‘펀더우저호’ 주기관사 장웨이(張偉)가 생중계 중 한 말이다.
