우주선이 지구 밖으로 날아오르고 화물기가 비행하기까지 수많은 개발 단계를 거칩니다. 그중에서 풍동 시설은 모든 기체가 통과해야 하는 필수 과정입니다. 주요 항공사들이 보유하고 있는 보잉 747 제트기부터 NASA 로켓까지 예외는 없습니다. 공학자들에게 시험 기체가 실제로 비행하게 될 때 마주하는 상황을 재현해주기 때문에 중요합니다. 미 항공우주국(NASA)은 100년 이상 풍동을 운영해왔습니다. 이제 현대 기술력으로 개선한 풍동 시설을 건설하고 있습니다.

새 풍동은 높이만 30미터가 넘으며 버지니아주 랭글리 연구 센터에서 2025년 개장할 예정입니다. NASA 비행 역학 연구시설(Flight Dynamic Research Facility, 이하 FDRF)이라고 이름 지었습니다. 새 설비로 달, 화성, 금성, 토성 위성 타이탄으로 날아갈 비행체들을 연구할 것입니다. 또한 탄소 배출량이 적은 차세대 항공기 개발도 계획안에 있습니다.

클레이튼 터너 NASA 랭글리 연구 센터 소장은 "우리가 이 시설로 할 일은 말 그대로 세상을 바꾸는 것이다"며 "연구원들의 겸손한 정신과 노력은 인류가 새로운 차원에 도달하고 미지의 세계를 밝혀낼 수 있도록 할 것이다"고 강조했습니다.

풍동은 거대한 회전날이 돌아가며 강한 풍력을 생성합니다. 공중에 고정된 기체 주변에서 실제 비행 상황과 유사한 공기 흐름을 관찰할 수 있습니다. 공학자는 실험 자료에 기반해 공기역학적으로 더 안정적인 설계를 구현합니다. 그러므로 풍동은 새로운 기술을 안전하게 시험해 볼 수 있는 장소입니다. 유인 비행에 나서기 전 모든 기체가 안전성을 검증받는 곳이기도 합니다. 우주까지 날아가는 기체는 행성 대기를 무리 없이 지나갈 수 있는지도 풍동에서 증명해야 합니다.

NASA가 가장 최근에 지은 풍동은 40여 년 전 세워진 국립 트랜스 소닉 시설입니다. 앞으로도 계속 운영될 예정입니다. 하지만 1939년에 지어진 3.6미터 저속 풍동과 1940년 건설된 6미터 수직 풍동은 FDRF로 대체됩니다. 

미국 정부가 세운 최초의 풍동은 1921년 랭글리에 자리 잡았습니다. 그 이후로 NASA에서 40개가 넘는 풍동이 생겼습니다. 대부분 특수한 조건을 실험하기 위한 시설입니다. 작은 모형만 들어갈 만큼 작은 것도 있지만 제트기 한 대도 진입할 만큼 거대한 크기도 있습니다. 시설마다 제각기 다른 온도, 압력, 풍속을 생성합니다. 어떤 풍동은 시속 6400 킬로미터 이상 풍력을 발동할 수도 있습니다.

많은 유명한 기체들이 NASA 풍동을 거쳐 갔습니다. 화성 탐사 임무에 나선 큐리오시티 로버는 낙하산으로 외계 행성에 착륙했습니다. 하지만 그 전에 국립 풀스케일 공기역학 단지에서 낙하산을 시험했습니다. 아르테미스 계획에 투입할 오리온 승무원 캡슐과 SLS 로켓도 풍동에 들어갔습니다.

FDRF는 다른 시설보다 효율적이어서 비용 절감 효과가 나타납니다. 시제품을 배치할 때 빨려 들어갈 위험을 감수해야 했던 연구자들도 더 안전해졌습니다. 프레모는 "지금처럼 매우 숙련된 기술자가 직접 손으로 모델을 발사할 것이다"며 "내 말은 농담이 아니다"고 말했습니다. 아직 풍동에서 심각한 인명피해가 발생한 적은 없습니다. 과거에는 가벼운 부상만 발생했고 사고도 시설이 손상입는 정도였습니다. 하지만 이제는 위험을 최소화할 수 있는 안전장치가 더 많아질 것입니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 BRILEY LEWIS 기자 & 육지훈 기자