시계의 세계
지구에서 궤도까지: 파일럿 벤처러 버티컬 드라이브의 철저한 테스트.
Vast의 켈턴 템비가 말하는 유인 우주비행의 특별한 까다로움.
Vast의 시니어 미션 매니저 켈턴 템비는 유인 우주비행이 왜 특별히 까다로운 도전인지 설명합니다. 그는 Vast가 건설 중인 세계 최초의 상업용 우주정거장 Haven-1에서의 사용을 목표로, 파일럿 벤처러 버티컬 드라이브가 공식 우주비행 인증을 획득하기까지 거친 엄격한 테스트 과정을 상세히 밝힙니다. 한편 IWC 샤프하우젠과 Vast는 최근 전략적 엔지니어링 협업을 발표했고, 이에 IWC 샤프하우젠은 Vast의 “공식 타임키퍼”가 되었습니다.
혁신을 이끌다
켈턴, 인간이 우주를 탐사하는 이유가 무엇인가요?
유인 우주비행은 과학과 기술을 한 단계 더 밀어 올리고, 지구와 우주를 바라보는 우리의 이해를 넓혀주기 때문입니다. 의학과 생물학, 신소재 등 수많은 분야에서 혁신이 시작되는 이유도 그 확장된 조건 덕분입니다. 우주 탐사는 우리에게 새로운 관점을 건네며, 강력한 영감을 불러오기도 합니다. 다만 우주로 향하고, 그곳에 머무는 일은 그만큼 거대한 도전이 됩니다.
우주비행, 궁극의 테스트
인간에게 우주가 왜 그토록 까다로운 환경인가요?
인간은 애초에 우주에서 살아가도록 진화하지 않았습니다. 우리는 진공 상태에서 생존할 수 없고, 100 °C를 넘는 고온부터 영하 150°C에 이르는 극단적인 온도 변화에도 버틸 수 없습니다. 다만 어려움은 생물학적 한계에서만 끝나지 않습니다. 우리가 설계하는 시스템과 기술 대부분이 ‘지구’라는 익숙한 환경을 전제로 만들어져 있기 때문입니다. 중력, 호흡 가능한 공기, 비교적 안정적인 온도 범위. 우리가 만드는 거의 모든 것은 이런 조건 위에서 성능을 발휘하도록 설계됩니다. 그래서 지상에서는 완벽하게 작동하던 장비도 우주선이나 우주정거장의 미세중력 환경에서는 예상치 못하게 기능을 상실할 수 있습니다. 그리고 이것은 복잡성의 일부에 불과합니다.
우주비행을 더욱 복잡하게 만드는 또 다른 요인은 무엇인가요?
우주비행이 까다로운 또 하나의 이유는, 어떤 문제든 ‘파급력’이 훨씬 커진다는 점입니다. 지구에서 자전거를 타다 타이어가 펑크 나면, 걸어서 집에 가거나 정비소를 찾으면 됩니다. 하지만 우주에서는 문제가 생겼을 때 활용할 수 있는 자원이 극도로 제한적입니다. 그래서 우리는 발생 가능성이 아주 낮은 위험이라도 반드시 식별하고, 완화하고, 가능하면 제거하는 방식으로 극도로 엄격하고 철저하게 접근합니다.
흥미로운 점은 때로 아주 단순한 설계 변경만으로도 위험을 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 예를 들어 기계식 시계라면, 전면 글라스에 보호 필름을 적용할 수 있습니다. 우주비행사가 손목을 날카로운 물체에 잘못 부딪혀 글라스가 깨지더라도, 유리 파편이 우주 공간에 떠다니는 상황을 예방할 수 있기 때문입니다.
안전성이 입증으로 궤도에 오를 준비 완료
IWC 샤프하우젠의 새로운 파일럿 벤처러 버티컬 드라이브의 테스트와 인증 과정을 총괄하셨는데, 목표는 무엇이었나요?
세계 최초의 상업용 우주정거장 Haven-1으로 운송되는 모든 화물은 철저한 테스트와 인증 절차를 거쳐야 합니다. 목표는 두 가지입니다. 첫째, 발사 환경을 견뎌낼 수 있는지. 둘째, 승무원이나 우주정거장에 어떤 위해도 가하지 않는지 확인하는 것입니다.
이 시계 역시 각 테스트가 끝난 뒤에도 정상 작동하는지, 회전 베젤 시스템을 이용한 와인딩과 시간 설정이 문제없이 이루어지는지까지 모두 점검했습니다.
구체적으로 어떤 테스트를 진행했나요?
먼저 상승 과정에서 발생하는 힘을 견딜 수 있는지 확인하기 위해, 발사 환경을 모사한 조건에서 시험을 진행했습니다. 이어 표준 압력 테스트를 수행했고, 마지막으로 시계에 사용된 소재가 Haven-1의 환경과 호환되는지를 면밀하게 평가했습니다.
발사를 위해 설계되다
상승 과정에서 우주비행사들이 겪는 진동은 어느 정도인가요?
상업용 항공기를 타고 난기류를 겪어본 적이 있다면, 기체가 모든 방향으로 흔들리며 예측할 수 없이 움직이는 느낌을 기억하실 겁니다. 로켓 엔진에서 발생하는 진동도 어느 정도는 이와 비슷하지만, 방향 변화가 훨씬 더 빠르고 더 높은 주파수에서 일어납니다. 동시에 엔진 추력은 로켓을 위쪽으로 강하게 밀어 올립니다. 그 결과 우주비행사와 화물은 일반적으로 약 4g, 즉 지상 중력의 4배에 해당하는 가속 하중을 경험합니다. 더 작은 화물의 경우에는 랜덤 진동 에너지, 다시 말해 RMS(제곱 평균제곱근 가속도) 값을 기준으로 평가하며, 상승 과정에서 관측되는 전형적인 랜덤 진동은 최대 3.4gRMS에 이릅니다.
그 조건을 시계에 어떤 방식으로 재현했나요?
우리는 여러 요인으로 인해 발생할 것으로 예상되는 힘을 반영해, 진동 테이블에서 유사한 하중을 재현했습니다. 시계는 강한 진동을 생성하는 플랫폼에 고정되었고, 어느 방향에서도 견뎌야 했기 때문에 3개 축을 따라 진동 테스트를 진행했습니다. 가속 하중은 최대 9.56 gRMS에 달했으며, 시계는 이를 문제없이 견뎌낸 뒤에도 정상적으로 작동했습니다.
극도로 섬세한 환경
왜 압력 테스트를 진행했나요?
밀폐된 공간에 들어가는, 공기를 포함한 모든 물체는 압력 테스트를 거쳐야 합니다. 물병과 측정 장비, 그리고 시계도 예외가 아닙니다. 우리는 파일럿 벤처러 버티컬 드라이브를 압력 챔버에서 테스트하며, 50초 동안 대기압의 약 절반이 사라지는 상황을 시뮬레이션했습니다. 그 과정에서도 시계 글라스는 단단히 제자리를 유지했고, 이탈 징후는 전혀 나타나지 않았습니다.
마지막으로 소재 호환성을 언급하셨는데, 왜 그렇게 중요한가요?
우주정거장은 극도로 섬세한 환경입니다. 거대한 사막 한가운데의 오아시스처럼, 인간이 생존할 수 있는 조건을 재현해 둔 작은 공간이라고 생각하면 됩니다. 공기 공급만 봐도 그렇습니다. 공기처럼 기본적인 요소조차 탱크에 담아 우주정거장으로 운반해야 하고, 승무원이 머무는 동안에는 이산화탄소(CO2)를 지속적으로 제거하고 산소를 보충해, 사람이 호흡할 수 있는 올바른 조성을 유지해야 합니다. 승무원은 이처럼 정교한 시스템이 정확히 작동하고 온전히 유지되는 데 전적으로 의존합니다.
그게 소재와 어떤 관련이 있나요?
화물에 사용된 특정 소재나 접착제는 ‘오프가스’ 현상을 일으켜 포름알데히드 같은 휘발성유기화합물 (VOCs)을 실내로 방출할 수 있습니다. 흔히 새 제품 냄새로 인식되는 이런 화학물질은 승무원에게 해로울 수 있을 뿐 아니라, 환경 제어 및 생명 유지 시스템의 필터를 손상시킬 가능성도 있습니다. 이는 그렇게 정밀하게 조율된 환경에서 발생할 수 있는 수많은 문제 가운데 하나일 뿐입니다. Haven-1으로 보내는 모든 물체와 장비에 사용된 소재를 면밀히 평가하는 이유는, 승무원과 우주정거장 시스템에 위험을 초래할 수 있는 물품이 반입되지 않도록 하기 위해서입니다.
