맨몸으로 음속 돌파, 어떻게 가능했나?

높이 249m의 63빌딩을 수직으로 157개 쌓아올린 높이에서 몸을 던져 땅을 밟는 데 필요한 시간은 10분이 채 안 됐다.
펠릭스 바움가르트너(Felix Baumgartner·43)는 뛰어내린 지 4분 19초 만에, 해발 1500m 상공에서 낙하산을 펼쳤다. 그가 성층권(지상 3만9045m)에서 맨몸으로 자유 낙하해 세계 최초로 마하 1.24(시속 약 1342㎞)의 속도로 음속을 돌파하는 데에는 그의 ‘도전 의지’가 가장 큰 역할을 했겠지만, 영광의 이면에는 많은 사람들이 치열한 노력이 숨겨져 있다.

에너지음료 제조사인 레드불은 2007년 ‘레드불 스트라토스(Red Bull Stratos)’ 프로젝트를 시작했다. 과학자 300여명이 투입됐다. ‘스트라토’ 또는 ‘스트라토스피어(stratosphere)’는 ‘성층권’이란 의미다. 이 프로젝트는 단순히 자유낙하 신기록을 작성하는 것뿐 아니라, 극한상황에서 인간을 보호하기 위한 장비의 성능을 시험하는 과학적 의미를 가지고 있다.

우주공간에서 작업하는 우주인들이 착용하는 우주복 개발, 음속돌파 시 인간의 몸에 끼치는 영향 등에 관한 각종 데이터를 수집하는 것이 이번 프로젝트의 목표 중 하나다.
바움가르트너를 태우고 지상 3만9045m 높이까지 올라간 헬륨가스 기구, 캡슐을 비롯해 그가 입은 옷과 헬멧, 낙하산 등은 모두 최첨단 과학기술의 집약체다. 그를 태우고 올라간 헬륨가스 기구만 해도, 매우 얇고 초경량인 폴리에스터 소재로 제작됐다. 부피 8억4950만L, 길이 180m다. 10만 관중을 수용할 수 있는 로스앤젤레스 메모리얼 경기장 전체를 덮을 정도로 어마어마한 크기다. 이 기구는 분당 305m의 속도로 상승하게끔 설계됐다.

펠릭스가 탑승하는 캡슐은 우주선의 대기권 재돌입용 캡슐을 모방해 설계됐다. 여압복 오작동시 사용할 백업 생명유지시스템을 비롯해 제어시스템, 산소·질소 저장탱크, 무선통신기, 항법 장치, 트랜스폰더, 원격측정장치 등이 구비돼 있다. 중량은 1815kg 정도다.

미국 데이비드클락사가 제작한 낙하복의 경우 총 4겹으로 제작돼 있으며 섬유 사이에는 가스주머니를 삽입한 노멕스 소재의 망사형 여압복(Pressured suit)’이 들어 있다. 초고도에서 내부 공기압을 인위적으로 높여 지상과 유사한 기압을 유지해 주는 최첨단 성능을 갖췄다. 또 마찰열을 극소화하기 위해, 외피는 영하 20~56도에 이르는 고공의 한기(寒氣)와 강하 시에 받게 되는 마찰열로 인체를 보호하기 위해 세라믹·광섬유와 같은 비(非)금속 난연(難燃) 소재와 단열재가 쓰였다. 여압복의 중량은 약 12.7kg. 여압복 가슴 부위에는 각종 기기를 넣은 유선형 체스트 팩(chest pack)이 있다. 펠릭스의 자유로운 움직임을 방해하지 않으며 강하 중 무게중심을 잡는 데 도움을 주게끔 설계됐다.  

이런 옷을 입었기에, 바움가르트너가 ‘맨몸’으로 음속을 돌파하는 순간에도 “특별한 열(heat)이나 아무런 느낌이 없었다“고 말했다. 그는 또 마찰열을 줄이기 위해, 낙하하면서도 몸의 위치를 계속 바꿨다.
바움가르트너가 장착한 낙하산은 3개다. 주 낙하산, 감속용 보조 낙하산, 예비 낙하산 등 총 3개의 낙하산을 휴대했다. 이 중 주 낙하산과 예비 낙하산은 안정성 향상을 위해 일반 제품보다 2.5배 더 크게 제작했다. 그가 처한 상황에 맞춰 대응할 수 있게끔 다른 역할을 하는 낙하산 전개 핸들이 4개 부착돼 있다. 바움가르트너는 음속돌파에 도전하기 위해 감속용 보조 낙하산은 사용하지 않았다.

펠릭스가 쓴 헬멧도 그냥 '하이바'가 아니다. 내부 온도를 높여 김서림을 방지하는 선글래스식 바이저가 채용됐으며 2단계 유량조정기를 통해 항상 100%의 고순도 산소를 공급한다. 펠릭스의 날숨을 여압복으로 주입, 강하 초기에 여압복의 기압을 3.5psi(약 0.24기압)로 유지시켜주는 기능도 한다. 바이저를 포함한 전체 헬멧 중량은 약 3.6kg이다.