미래 해저도시 과제는...적합한 수심·돔 구조물 건설

육상과는 전혀 다른 수중 환경에서 해저도시를 건설하려면 고려해야 할 변수가 한두 가지가 아니다.

12일 한국해양과학기술원에 따르면 우선 적합한 수심을 선정해야 한다. 태풍이나 쓰나미 같은 자연재해를 피할 수 있고, 햇빛이 닿으면서 동시에 너무 깊지 않아야 한다.

수중에서는 수심 10m마다 1기압(atm)씩 상승하는데, 1기압은 가로, 세로 1㎝인 평면 위에 1㎏의 무게가 가해지는 것을 말한다.

해저기지는 압력을 견디기 위해 전투기나 심해잠수정에 사용되는 티타늄 합금을 재료로 사용하고, 수압을 분산할 수 있는 돔 형식의 건물 형태가 유력하다. 건물 내부는 인간이 생활하기 위한 대기압 상태로의 유지가 필요하다.

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해저건축물 시공방법은 대표적으로 지상에서 조립 후 가라앉히는 방법과 모듈을 제작해 수중에서 조립하는 방법이 있다. 후자의 경우, 수중에서 잠수부가 투입되거나 작업 안전성을 확보하기 위해 수중 건설로봇 활용이 필요하다.

해저도시 운영과 유지관리 기술도 필요하다.

에너지의 경우, 육상에서 해저케이블을 연결해 전력을 공급하는 방법이 가장 간단하다.

해저기지 자체에서 에너지를 공급한다면 수면 위로 발전패널이나 터빈을 올려 에너지를 얻는 태양열이나 풍력발전, 조류력을 이용한 조력발전이 가능하다.

지상-해저기지 간 이동방법, 식수 확보 및 식량 공급, 비상탈출시스템 등 자급자족이 가능한 해저도시 건설을 위한 다양한 기술도 연구·개발 중이다.
 

해저도시 조감도[사진=한국해양과학기술원]

◇미국, 일본 이웃나라 해저도시 건설은 현재 진행형

미국은 캘리포니아 해변 수심 19m 지점에 아쿠아리우스(Aquarius)라는 해저과학기지를 운영 중이다. 6명이 최대 10일간 머물 수 있는 규모로 세계에서 유일하게 공간과 에너지가 지상과는 완전히 독립된 해저 건축물이다.

미항공우주국(NASA) 우주비행사들은 우주에서 수행할 임무에 필요한 기술을 이곳에서 훈련한다. 바다 속에서 해수 샘플 채취, 바다 구조물 설치, 유영 등의 훈련을 한다. 우주 탐사에 앞서 극한의 환경에서 생존과 임무 수행에 필요한 다양한 작업들을 시뮬레이션 해보고 있다.

일본 시미즈 건설은 수면부터 해저 3000~4000m 깊이까지 나선 모양의 심해 미래도시인 ‘오션 스파이럴(Ocean Spiral)’을 공개했다.

해양 온도차 발전으로 전력을 생산하고, 심해 압력을 이용해 식수 확보, 양식 어업으로 식량을 확보하겠다는 계획이다. 최대 5000명이 거주할 수 있는 해저도시 건설이 목표다.

중국은 남중국해 바다 6000m~1만1000m에 과학 연구와 군사 임무를 수행할 인공지능 해저 무인 기지를 구축하는 ‘하데스 프로젝트’를 추진하고 있다.

기지가 건설되면 로봇 잠수정이 해양생물 탐사와 광물자원을 수집, 분석해 지상으로 데이터를 전송한다. 지상에서 케이블을 통해 전력을 공급받아 임무를 수행한다.

중국 정부는 또 수심 3000m에 50명이 최대 2개월간 체류할 수 있는 유인기지인 롱궁(龍宮)을 건설하겠다고 밝혔다.