바티스카프 트리에스테

1. 개요

바티스카프 트리에스테는 오귀스트 피카르가 설계한 심해 잠수정으로, "깊은 배"라는 의미를 지닌다. 부력을 위한 가솔린 탱크와 승무원이 탑승하는 내압구, 침강을 위한 철탄 밸러스트를 갖추고 있다. 1960년 1월 23일, 자크 피카르와 돈 월시를 태우고 마리아나 해구의 챌린저 해연 해저에 도달하여, 유·무인 선박을 통틀어 지구상 가장 깊은 지점에 도달한 최초의 사례로 기록되었다. 1963년에는 원자력 잠수함 스레셔호 수색에 투입되었으며, 1966년 퇴역 후 현재는 워싱턴 해군 공창의 미국 해군 국립 박물관에 전시되어 있다.

2. 설계

오귀스트 피카르는 자신의 이전 심해 잠수정 FNRS-2의 경험을 바탕으로 트리에스테를 설계했다. '바티스카프'라는 용어는 "깊은"을 뜻하는 고대 그리스어 '바티스(bathys)'와 가벼운 사발 모양의 배를 의미하는 '스카페(scaphe)'에서 유래하며, 배에 묶이지 않고 잠수하여 기동할 수 있는 능력을 의미한다.

트리에스테는 부력을 얻기 위한 가솔린 탱크와 승무원이 탑승하는 내압구(pressure sphere)로 구성되어 있다. 잠수 및 부상을 위해 철탄(iron shot)을 밸러스트로 사용한다. 1958년, 내압구는 독일 크루프사에서 제작한 더 두껍고(12.7cm) 견고한 것으로 교체되었다. 수압에 견딜 수 있는 아크릴 유리 창을 통해 육안으로 관찰하고, 석영 아크 램프를 사용하여 조명했다.

2.1. 구조

트리에스테는 스위스 과학자 오귀스트 피카르가 설계했으며, 이전 심해 잠수정 FNRS-2의 경험을 바탕으로 만들어졌다. 바티스카프는 배에 묶이지 않고 잠수하여 기동할 수 있는 능력을 의미한다.

트리에스테는 부력을 위해 가솔린으로 채워진 탱크를 포함하는 선체에 매달린 무거운 승무원 구체와, 가라앉기 위한 철탄으로 채워진 밸러스트 호퍼, 그리고 물 탱크로 구성되었다. 프로젝트 넥톤을 위한 선체 개조 후, 트리에스테의 길이는 그 이상이었다.

압력 구체는 선체의 밑면에 부착되었으며, 선체를 통해 수직 샤프트를 통해 접근하는 두 명의 승무원을 수용했다. 구체는 완전히 자급자족형으로, 소다라임 용기에 통과시켜 공기에서 이산화탄소를 이산화탄소 스크러버를 통해 제거하는 동안 다이빙 실린더에서 제공되는 산소를 사용하는 폐쇄 회로 리브리더 시스템을 갖추고 있었다. 배터리는 전력을 공급했다.

피카르의 원래 압력 구체는 테르니의 Acciaierie에서 제작되었으나, 1958년 12월 에센의 크루프 제철소에서 주조된 다른 구체로 교체되었다. 이 구체는 아틀리에 드 콘스트럭시옹 메카니크 드 베베에 의해 정밀 가공되어 연결되었다. 새로운 구체는 강철로 만들어졌지만, 지름은 2.16m로 더 작고, 두께는 127mm로 더 두꺼웠으며, 챌린저 해연 바닥에서 1250kg/cm2의 압력과 상당한 안전율을 견딜 수 있도록 계산되었다.

승무원의 외부 관찰은 압력을 견딜 수 있는 유일한 투명한 재료인 단일 테이퍼형 아크릴 유리 블록으로 만들어진 포트홀을 통해 이루어졌다. 외부 조명은 수정 없이 압력을 견딜 수 있는 석영 아크 램프 전구로 이루어졌다.

밸러스트는 승무원 구체의 앞뒤에 있는 두 개의 원추형 호퍼에 보관되었으며, 각 호퍼는 9MT의 철탄을 담고 있었다. 이 철탄 밸러스트는 선체가 가라앉도록 했고, 방출 시 상승하게 했다. 철탄은 전자기에 의해 호퍼의 입구에 고정되었으며, 전자기 스위치를 끄거나 전기 고장 시에 방출되었다.

트리에스테의 승무원은 2명이며, 호흡으로부터 이산화 탄소를 제거하는 순환 기구 등, 현재의 우주 개발에서 사용되는 것과 가까운 독립된 생명 유지 장치를 갖추고 있었다.

내압구는 독일의 크루프 사에서 제조되었으며, 정밀하게 가공된 2개의 반구와 적도부를 잇는 링으로 구성된다. 두께 12.7센티미터의 벽 (이것은 계산값보다 상당한 안전 계수를 적용한 것)은 마리아나 해구의 최심부에 해당하는 110 메가파스칼의 압력에도 견딜 수 있었다.

3. 마리아나 해구 잠수 (프로젝트 넥톤)

트리에스테는 마리아나 해구에서 일련의 심해 잠수 작전인 프로젝트 넥톤에 참여하기 위해 1959년 10월 5일 화물선 산타 마리아를 타고 괌으로 출발했다.

1960년 1월 23일, 자크 피카르와 돈 월시를 태운 트리에스테는 챌린저 해연(마리아나 해구의 가장 깊은 남쪽 부분)의 해저에 도달했다. 이것은 유·무인 선박을 통틀어 지구상 가장 깊은 지점에 도달한 최초의 사례였다. 당시 트리에스테호가 측정한 심해 깊이는 11,521m 였지만, 이후 10,916m로 정정되었다. 최근 더 정확한 측정 결과, 챌린저 해연의 깊이는 10911m에서 10994m 사이로 밝혀졌다.

하강에는 0.9m/s의 속도로 4시간 47분이 걸렸다. 9000m를 지나면서 외부 플렉시 유리창 중 하나가 금이 가면서 배 전체가 흔들렸다. 해저에서 피카르와 월시는 음파 탐지기/수중 청음기 음성 통신 시스템을 사용하여 지원선 USS Wandank (ATA-204)와 통신했다. 음성 메시지가 선박에서 지원선으로 전달되는 데 약 7초, 답변이 돌아오는 데 또 7초가 걸렸다.

해저에서 피카르와 월시는 가자미와 넙치를 관찰했다고 보고했다. 윌시는 나중에 생물학 지식이 제한적이어서 관찰이 잘못되었을 수 있다고 말했다. 피카르와 윌시는 챌린저 해연의 바닥이 규조토 연흙으로 이루어져 있다고 언급했다. 상승에는 3시간 15분이 걸렸다.

3.1. 잠수의 의의

1960년 1월 23일, 자크 피카르와 돈 월시를 태운 트리에스테는 마리아나 해구의 챌린저 해연 해저에 도달했다. 이는 인류 최초로 지구 최심점에 도달한 역사적인 사건이었다. 탑재된 시스템은 11521m의 수심을 가리켰지만, 나중에 10916m으로 수정되었다. 더 정확한 측정 결과, 챌린저 해연의 깊이는 10911m에서 10994m 사이로 밝혀졌다.

하강에는 0.9m/s의 속도로 4시간 47분이 걸렸다. 9000m를 지나면서 외부 플렉시 유리창 중 하나에 금이 가면서 배 전체가 흔들렸지만, 잠수는 계속되었다. 해저에서 머문 시간은 20분이었고, 선실 온도는 7°C였다. 최대 수심에서 음파 탐지기/수중 청음기 음성 통신 시스템을 사용하여 지원선 USS Wandank와 통신할 수 있었다. 음성 메시지가 전달되는 데 약 7초, 답변이 돌아오는 데 또 7초가 걸렸다. 이는 공기 중 음속의 약 5배의 속도였다.

이 잠수는 당시 과학 기술의 한계를 극복하고 심해 탐사의 가능성을 제시했다는 점에서 큰 의의를 가진다.

해저에서 피카르와 월시는 몇몇 가자미와 넙치를 관찰했다고 보고했다. 이는 심해 생물 존재 가능성을 시사했지만, 이 관찰의 정확성에 대해서는 논란이 존재한다. 물고기의 이론적 최대 수심은 약 8000m에서 8500m이며, 그 이상에서는 과삼투압이 될 것이라는 주장이 제기되었다. 그러나, 10000m 이상의 깊이에서 해삼과 같은 무척추동물은 확인되었다. 윌시는 나중에 생물학에 대한 지식이 제한적이어서 그들의 원래 관찰이 잘못되었을 수 있다고 말했다. 피카르와 윌시는 챌린저 해연의 바닥이 규조토로 이루어져 있다고 언급했다.

4. 퇴역 및 이후

1963년 4월, 트리에스테는 개조되어 대서양에서 실종된 핵잠수함 USS 트레셔 (SSN-593)를 수색하는 데 사용되었다. H. H. Haisten 선장의 지휘 아래 USS Point Defiance (LSD-31)에 의해 보스턴 항구로 인도되었다. 1963년 8월, 트리에스테는 여러 차례의 잠수 끝에 뉴잉글랜드 해안에서 수면 아래 2560m 지점에서 잔해를 발견했다. 트리에스테의 수색 참여로 해군 부대 표창을 받았다.

임무 수행 후, 트리에스테는 샌디에고로 반환되었고 1966년에 퇴역했다. 1964년에서 1966년 사이에, 트리에스테는 후계기인 트리에스테 II를 개발하는 데 사용되었으며, 오리지널 Terni 압력 구체는 후계기에 재사용되었다.

트리에스테급 바티스카프는 1983년 잠수를 마지막으로, 알빈호를 시작으로 하는 알빈급으로 대체되었다. 신형 잠수정은 모두 트리에스테급만큼의 대심도에는 잠수할 수 없었지만(시클리프는 최대 6,000미터), 범용성과 지속성이 뛰어났다.

트리에스테는 현재 워싱턴 D.C.의 워싱턴 해군 공창에 있는 국립 미국 해군 박물관에서 오리지널 내압구에 선체를 복원한 상태로 상설 전시되어 있다.

5. 수상