심해 6000m 탐사 무인 잠수정… 한국 두 번째 주인공은 ‘크랩스터’

각국 치열한 심해탐사 경쟁

“6000m급 심해 무인 잠수정 ‘해미래’가 6월 동해 탐사를 성공적으로 마쳤습니다. 수심 1500m까지 내려가 한반도 해역에서 처음 발견된 말미잘도 채집했어요. 지금은 국내 두 번째 6000m급 심해 무인 로봇이 될 ‘크랩스터 6000(CR6000)’을 설계 중입니다.”

전봉환 선박해양플랜트연구소 책임연구원은 최근 부쩍 바빠졌다. ‘크랩스터’는 원래 수심 200m 정도에서 6개의 다리를 이용해 바다 밑바닥에서 움직이는 로봇이자 잠수정이다. 전 연구원은 크랩스터가 수심 6000m에서 활동할 수 있도록 심해 탐사용으로 개조 중이다. 크랩스터 6000이 완성되면 우리나라는 두 번째 6000m급 심해 무인 잠수정을 보유하게 된다.

올해 말 완성되는 한국형 심해 잠수 로봇 ‘크랩스터(CR) 6000’은 6개의 다리로 6000m 해저를 탐사할 계획이다(위 사진). 현재 개발 중인 한국형 유 인잠수정은 연구원 3명을 태우고 수심 6500m까지 들어갈 수 있다. 선박해양플랜트연구소 제공

○ 中日 1만 m급 심해 잠수정 개발 중

세계적으로 심해 탐사 경쟁은 갈수록 치열해지고 있다. 신흥 해양 강국으로 꼽히는 중국은 4월 심해 연구선 ‘장젠(張健)’호를 건조하기 시작했다. 장젠호는 길이 97m, 폭 17.8m의 대형 탐사선이다. 수심 1만1000m까지 탐사할 수 있는 유인 잠수정 ‘레인보 피시’를 싣고 다닐 모선(母船)이다.

일본도 1만 m급 심해 잠수정을 개발하기로 했다. 일본해양연구개발기구(JAMSTEC)는 2월 자원 탐사와 심해 생물 조사를 목적으로 새로운 심해 잠수정 ‘신카이 12000’의 청사진을 발표했다. 신카이 12000은 6명이 탑승할 수 있는 대형 잠수정으로, 지구에서 가장 깊은 바다인 괌 인근 마리아나 해구의 수심 1만1000m 바닥까지 들어가 이틀 이상 탐사 활동을 벌일 수 있다.

우리나라는 틈새 전략을 펼치고 있다. 6000m급 잠수정이 전 세계 해양의 95%를 조사할 수 있는 만큼 크랩스터 6000을 추가로 개발해 6000m급 심해 잠수정 2척을 보유하는 편이 현실적으로 심해 탐사에 더 효과적이다. 이판묵 선박해양플랜트연구소 책임연구원은 “1만 m급 잠수정은 실효성보다는 수압 상쇄 능력, 물의 유입을 차단하는 실링 기술, 초고압을 견뎌 내는 내압 설계 기술 등을 극한까지 구현했다는 상징적 의미가 더 크다”고 말했다.

○ ‘크랩스터 6000’ 바닷속 걷고 헤엄쳐

크랩스터를 6000m 깊이에서 버틸 수 있도록 설계를 변경하는 일은 사실상 심해 로봇을 새로 제작하는 것이나 마찬가지다. 수심 6000m에서는 손톱 위에 승용차 한 대를 올려놓은 것과 비슷한 압력이 생긴다. 연구팀은 높은 수압을 견딜 수 있도록 6개 다리 안쪽에 물을 채워 넣는 공간을 만들고 고압 펌프도 설치하기로 했다. 로봇 내부에 고압으로 물을 채우면 심해의 엄청난 수압을 버틸 수 있다. 이것이 수압상쇄라고 부르는 기술로 심해 로봇에는 필수다.

로봇 관절이 높은 압력을 받아 뻣뻣해지는 만큼 고출력 모터를 설치하고 그에 맞춰 전력 시스템도 변경해야 한다. 부드러운 심해 밑바닥에 로봇이 빠지지 않도록 발 모양도 바꿀 계획이다.

크랩스터는 바다 밑바닥을 걸어다니는 보행 로봇이지만 6000m급에서는 물속을 헤엄치는 심해 유영 기능도 추가된다. 심해는 물이 맑고 조류가 거의 없어 빠르게 이동하기 위해서는 헤엄치는 편이 유리하다. 전 연구원은 “전체적인 모습은 지금과 비슷하지만 골격이나 구동 체계는 대부분 새로 개발해야 한다”고 말했다.

사람이 직접 깊은 바다로 내려가는 유인 잠수정 계획도 진행 중이다. 한국형 유인 심해 잠수정은 전 세계 바다의 98% 이상을 탐사할 수 있는 6500m급이 될 것으로 전망된다. 탑승 인원은 3명, 운영 시간은 10시간 안팎으로 동해 어디든 탐사할 수 있다. 전 연구원은 “연말까지 크랩스터 6000의 프로토타입(시제품) 제작을 끝낼 계획”이라며 “2020년경에는 6000m급 무인 잠수정 2척과 6500m급 유인 잠수정 1척을 보유하게 될 것”이라고 말했다.

대전=전승민 동아사이언스기자 enhanced@donga.com