이미지 출처: NASA 시동이 안 걸리던 날, 범인은 누구였을까요? 추운 아침에 잔디깎이 줄을 몇 번이나 당겨도 부릉 소리만 나다 마는 상황, 겪어 본 적 있나요? 오랜만에 꺼낸 전기톱이 콜록거리기만 하고 끝내 돌아가지 않아서 한참 씨름한 분도 있을 거예요. 그럴 때 우리는 기계 전체를 탓하기 쉽지만, 가장 첫 순간을 책임지는 건 작은 부품 하나예요. 바로 연료에 불을 붙이는 점화 장치예요. 이번에 소개할 이야기는 그 작은 부품을 새롭게 만든 사례예요. Automotive Resources, Inc.(ARI)가 엔진에서 연료에 불을 붙이는 새 장치인 SmartPlug을 개발했어요. 이름이 낯설어도 괜찮아요. 하나씩 따라가다 보면 익숙한 기계 속 풍경이 조금 다르게 보일 거예요. 점화 장치가 하는 일은 쉽게 말해 출발 신호를 주는 거예요. 달리기 출발선에서 울리는 신호총이 선수들을 한꺼번에 달려 나가게 하듯, 기계 안에서도 첫 불씨가 있어야 다음 동작이 줄줄이 이어져요. 신호가 늦거나 흐릿하면 출발이 어긋난다는 건 어디서나 마찬가지예요. 부품이 줄어든 점화 장치는 어떤 모습일까요? SmartPlug은 불꽃으로 불을 붙이는 엔진과 압축으로 불을 붙이는 엔진 모두에 개조해 장착할 수 있는 자체 완결형 시스템이에요. 집 전등을 통째로 바꾸지 않고 전구만 갈아 끼우는 장면을 떠올리면 어떤 느낌인지 감이 오지 않나요? 다만 엔진은 전구보다 훨씬 복잡한 기계라서, 비유는 이쯤에서 접어 둘게요. 이어지는 내용에서는 이 장치가 어떤 부품을 쓰지 않는지, 전기는 어떻게 쓰는지 하나씩 짚어 볼게요. 기존 점화 장치와 달리 SmartPlug 시스템은 디스트리뷰터, 코일 접점, 움직이는 부품이 필요하지 않아요. 태엽과 톱니가 빼곡한 손목시계 옆에 부품이 단출한 전자시계를 나란히 놓으면 두 물건의 인상이 꽤 다르죠. 움직이는 부품이 많을수록 닳고 어긋날 곳도 늘어난다는 건 어느 기계에나 통하는 상식이에요. 그래서 부품을 덜어낸다는 말은 설계하는 사람에게 늘 솔깃하게 들려...

공항 전광판에 지연이라는 두 글자가 뜨면 괜히 발걸음이 느려지죠. 게이트 앞 의자에 앉아 화면만 멍하니 쳐다보던 순간, 한 번쯤 있을 거예요. 이 비행기만 늦는 걸까, 아니면 하늘 어딘가가 통째로 막힌 걸까 하는 궁금증도 슬며시 올라오고요. 이미지 출처: NASA 하늘길도 퇴근길처럼 막힐 수 있을까요? 퇴근 시간 고속도로 진입로를 떠올려 보세요. 길은 멀쩡한데 차가 한꺼번에 몰리면 순식간에 거대한 주차장이 되어 버리죠. 하늘에는 눈에 보이는 차선이 없을 뿐, 비행기들도 한곳으로 몰리면 줄을 서야 해요. 그래서 하늘길 막힘은 땅 위 정체와 닮은 구석이 많아요. 관제라는 말만 들어도 괜히 어렵게 느껴지시나요? NASA Ames 연구센터는 FACET이라는 소프트웨어를 개발했어요. 정식 이름은 Future Air Traffic Management Concepts Evaluation Tool이에요. 이 소프트웨어는 항공교통관리 센터가 국가 공역 체계의 안전성과 효율성을 높이도록 돕기 위해 만들어졌어요. 교통 방송이 막히는 구간을 미리 알려 주면 우리는 다른 길을 고르잖아요. 하늘에서도 비슷한 정보가 있다면 좋겠다는 생각이 자연스럽게 들어요. 다만 하늘은 도로보다 훨씬 넓고 여러 지역이 서로 얽혀 있어서, 전체를 한눈에 보는 일부터가 쉽지 않아요. 사람 눈과 감각만으로는 한계가 있다는 뜻이기도 하고요. 예측된 혼잡을 미리 안다는 건 어떤 뜻일까요? Flight Explorer 소프트웨어에 통합된 FACET의 주요 기능은 항공 사용자에게 예측된 수요와 용량 불균형을 알려주는 거예요. 수요와 용량이라는 말이 낯설다면 점심시간 식당을 떠올려 보세요. 문 앞에 줄 선 손님이 수요이고, 주방이 소화할 수 있는 양이 용량이에요. 줄이 주방의 능력을 넘을 것 같으면 미리 알아야 대책을 세울 수 있겠죠. 여기서 눈여겨볼 단어는 '예측된'이에요. 날씨 앱이 오후에 비가 올 것 같다고 미리 알려 주면 우산을 챙기게 되잖아요. 정체 소식도 미리 받느냐 나중...

아침에 눈을 뜨면 스마트폰 화면에 어제 걸음 수가 떠 있죠. 평소보다 유난히 적거나 많으면 괜히 다시 들여다보게 돼요. 숫자 자체보다 '평소와 다르다'는 느낌이 눈길을 끄는 거예요. 그런 숫자가 끝도 없이 쏟아진다면 어떻게 될까요? 월요일 아침, 하루치 알림이 잔뜩 쌓인 회사 메일함을 열어 본 적 있을 거예요. 전부 읽기도 전에 벌써 마음이 무거워지죠. 그럴 때 중요한 메일만 위로 올려 주는 비서가 곁에 있다면 얼마나 좋을까요? 이미지 출처: NASA 하루 종일 쏟아지는 기록을 사람이 다 볼 수 있을까요? 대형 마트 계산대를 떠올려 보세요. 영수증 낱장은 평범한 숫자의 나열이지만, 모아 놓으면 산더미가 돼요. 그 속에서 이상한 거래를 눈으로만 골라내라고 하면 시간이 턱없이 모자랄 거예요. 퇴근 시간이 지나도 계산대 앞의 영수증 더미는 줄어들지 않겠죠. 그렇다면 하늘을 오가는 비행기의 기록은 어떨까요? Morning Report 소프트웨어는 Ames Research Center에서 Pacific Northwest National Laboratory의 도움을 받아 만들어졌어요. NASA의 Aviation Safety Program은 이 소프트웨어의 개발을 후원했어요. 동네 반찬가게 사장님은 매일 정해진 시각에 일정한 양의 재료를 받아요. 어느 날 평소보다 훨씬 적게 도착하면 장부를 펼치지 않아도 곧바로 감이 오죠. 이런 감각이 쌓이려면 먼저 평소의 모습을 눈에 익혀 두어야 해요. 그래서 사람들은 보통 눈에 띄는 곳부터 확인해요. 시험 공부를 할 때 형광펜으로 핵심 문장에 줄을 긋듯이요. 하지만 줄이 그어진 곳만 읽다 보면 놓치는 부분이 생기기도 하죠. 누군가 대신 줄을 쳐 준다면 마음이 한결 놓일 거예요. 기준선에서 벗어난 값은 어떻게 눈에 띌까요? 이상을 찾는 가장 기본적인 방법은 평소의 모습을 먼저 익히는 거예요. 매일 정해진 시간에 등교하던 친구가 어느 날 늦게 오면 곧바로 눈에 띄는 것과 같아요. 평소 모습이 기준선이 되...

이미지 출처: NASA 창밖 바람의 속도를 비행기는 어떻게 알까요? 비행기가 덜컹거리며 기내 방송이 흘러나오면 창밖을 괜히 한 번 더 내다보게 되죠. 구름 말고는 보이는 것이 없는데도 바깥 바람이 얼마나 센지 궁금해져요. 달리는 차 창문 밖으로 손을 내밀어 본 사람이라면 공기가 손바닥을 밀어내던 감촉이 기억날 거예요. 하지만 비행기는 손을 내밀 수 없으니 바람의 속도를 알려 줄 다른 방법이 필요하겠죠. 기존에는 항공기에 장착된 여러 개의 프로브로 대기 데이터를 측정했어요. 이름만 들으면 조금 막연하게 느껴질 수도 있어요. 집 안 곳곳에 온도계와 습도계가 따로 놓인 모습을 떠올리면 한결 쉬워요. 각각의 계기는 제 자리에서 맡은 숫자만 알려 주는 셈이죠. 거실에는 온도계, 욕실에는 습도계, 베란다에는 풍속계가 따로 놓인 집을 그려 보세요. 어느 한 곳의 계기가 멈추면 그 방의 정보만 깜깜해지겠죠. 그러면 집주인은 상태를 확인하러 이 방 저 방 돌아다녀야 해요. 계기가 많아질수록 확인해야 할 곳도 함께 늘어난다는 건 누구나 금방 이해해요. 그렇다면 이 장치들이 하던 일을 전혀 다른 방식으로 해낼 수는 없을까요? 보이지 않는 공기를 빛의 변화로 읽는다면 어떨까요? 생각해 보면 일상에서도 비슷한 장면을 자주 만나요. 먼저 빛으로 공기를 읽는다는 말이 무슨 뜻인지부터 풀어 볼게요. 빛으로 공기를 읽는다는 건 무슨 뜻일까요? 빛은 허공을 곧게 달리는 것처럼 보여도 공기를 지날 때 아주 조금씩 휘거나 흩어져요. 공기가 따뜻한지 차가운지, 빽빽한지 성긴지에 따라 그 정도가 달라지기 때문이에요. 여름날 아스팔트 위로 아지랑이가 일렁이는 모습이 대표적인 예예요. 먼 풍경이 물속처럼 흔들려 보이는 것은 뜨거운 공기가 빛을 제멋대로 꺾어 놓기 때문이에요. 그러니 빛이 어떻게 달라져서 돌아오는지를 읽으면 공기를 직접 만지지 않고도 상태를 짐작할 수 있어요. 잔잔한 연못에 돌을 던지고 물결이 퍼지는 모양을 보면 물이 어떻게 움직이는지 대강 알 수 있는 것과 비슷해요. 물에...

이미지 출처: NASA 비행기가 덜컹일 때 조종석은 미리 알고 있었을까요? 비행기에서 깜빡 졸다가 쿵 하는 느낌에 눈을 뜬 적 있으시죠? 테이블 위 종이컵이 출렁이고, 옆자리 승객이 팔걸이를 꽉 붙잡던 장면이 떠오를 거예요. 그 순간 우리는 기내 방송이 나오기만 기다릴 수밖에 없어요. 누군가 조금만 일찍 알려줬다면 어땠을까 하는 생각이 스치기도 해요. 그 궁금증에서 이야기를 시작해 볼게요. 랭리 연구소의 연구팀이 두 가지 특수 기술을 개발했어요. 두 기술은 위험할 수 있는 난기류 상황을 실시간으로 조종사에게 자동 경고할 수 있어요. 이름은 조금 낯설어도 차근차근 풀어 볼게요. 난기류라는 말은 익숙해도 막상 설명하라면 막막하죠? 눈에 보이지 않는 길 위의 울퉁불퉁한 구간이라고 생각하면 쉬워요. 자동차가 방지턱 앞에서 속도를 줄이듯, 하늘에서도 앞을 아는 일은 마음의 준비를 바꿔 줘요. 그 준비가 어떤 모습인지 다음 대목부터 따라가 볼게요. 카트를 밀던 승무원이 서둘러 자리로 돌아가고, 안전벨트 표시등이 켜지던 장면도 기억나실 거예요. 모두 우리가 눈으로 확인할 수 있는 하늘의 신호들이에요. 이제 그 신호가 울리기 전, 눈에 보이지 않는 단계로 들어가 볼게요. 첫 번째 기술은 레이더 안에서 무슨 일을 할까요? 첫 번째 기술의 이름은 E-Turb Mode Radar예요. 항공기 레이더 안에 들어 있는 소프트웨어이고, 승무원에게 난기류를 미리 알려줘요. 비 오기 전에 날씨 앱이 알림을 보내 주면 우산을 챙길 수 있잖아요. 알림 하나가 준비물을 바꾸는 순간이죠. 경고를 받으면 난기류를 피하거나, 최소한 좌석벨트 착용과 느슨한 장비 고정 등으로 항공기를 대비시킬 수 있어요. 기내에서 컵이나 노트북이 제자리에 있는지 눈여겨본 적 있으세요? 이삿짐을 싣고 달리는 트럭에서 짐이 묶여 있어야 하는 것과 비슷한 이치예요. 평소엔 대수롭지 않던 정리도 흔들림 앞에서는 달라 보일 수 있어요. 엘리베이터가 움직이기 전에 문이 닫힌다는 안내가 나오면 손잡이를 잡을 시간...

여름 계곡에서 한참 물장구를 치다 나오면서 문득 이런 생각이 든 적 있나요? 이 물, 정말 괜찮았을까 하는 생각이요. 눈으로 보면 맑고 시원한데, 그 안에 무엇이 떠다니는지는 들여다본다고 알 수 있는 게 아니에요. 이번 글에서는 보이지 않는 물속 이야기를 해볼게요. 이미지 출처: NASA 맑아 보이는 물은 정말 안전한 물일까요? 투명한 유리컵에 담긴 물을 아무리 노려봐도 안전한지 아닌지는 구분이 안 돼요. 해변에서 발을 담그는 파도나 호숫가의 잔물결도 마찬가지예요. 우리는 대개 냄새와 색, 그리고 다들 그러니까 괜찮겠지 하는 믿음에 기대서 하루를 보내요. 그 기대가 흔들리는 순간이 오면 무엇을 기준으로 삼아야 할지 막막해지죠. 하루 동안 물이 스치는 자리를 따라가 보면 생각보다 많아요. 아침에 마신 음료, 점심에 먹은 채소, 저녁에 맞은 샤워 줄기, 주말에 찾아간 바닷가까지 이어지죠. 한 곳에서 문제가 생기면 그 여파가 퍼지는 건 순식간일 수 있어요. 그래서 누군가가 늘 곁에서 지켜봐 줘야 마음 놓고 쓸 수 있어요. 문제는 지켜보는 데 시간이 든다는 점이에요. 샘플을 떠서 맡기고 결과를 기다리는 동안에도 수도꼭지는 계속 열려 있고, 논밭으로 가는 물길도 이어져요. 여러분이라면 결과가 나올 때까지 그 물을 그대로 쓰시겠어요? 이 센서는 어디서 왔고 어떻게 생겼을까요? 뉴욕주 트로이의 얼리 워닝 사는 NASA 에임스 연구센터의 바이오센서 기술을 라이선스 받았어요. 연구센터에서 나온 기술이 회사로 건너가는 모습은, 오래 다듬은 집밥 레시피가 동네 식당 주방으로 옮겨 가는 장면과 닮았어요. 같은 재료라도 누가 어떤 불에 올리느냐에 따라 접시 위의 모습이 달라지니까요. 이 센서는 탄소 나노튜브 끝에 수인성 병원체에서 나온 핵산 가닥을 붙인 구조예요. 낯선 단어가 한꺼번에 쏟아져서 머리가 복잡해질 수 있어요. 솔의 털 끝마다 작은 고리를 달아 둔 모습을 그려 보면 조금 쉬워져요. 그 구조가 무슨 뜻인지는 다음 대목에서 천천히 풀어 볼게요. 센서는 표...

공사장 옆을 지나다가 쇠를 자르는 날카로운 소리와 함께 주황빛 불똥이 사방으로 튀는 모습을 본 적 있나요? 멀리서 봐도 괜히 걸음이 빨라지잖아요. 그런데 그 불똥이 튀는 곳이 가스 냄새가 나는 지하실이거나 전선이 어지럽게 얽힌 건물 틈이라면 어떨까요? 그런 순간에 어떤 도구가 손에 들려 있어야 할지 잠깐 상상해 보세요. 이미지 출처: NASA 구조 현장의 톱에는 어떤 안전 조건이 붙을까요? 영화에서 무너진 건물 사이로 구조대원이 철근을 자르는 장면을 본 적 있을 거예요. 그 순간에도 불똥은 튀고, 주변에는 끊어진 전선이나 새어 나온 연료가 있을지 몰라요. 평소에는 아무렇지 않던 작은 불꽃이 이런 곳에서는 전혀 다른 무게로 다가오죠. 도구를 고르는 일에도 신중해질 수밖에 없는 풍경이에요. Space Spin-Offs, Inc.가 Lewis Research Center, Marshall Space Flight Center와 맺은 계약에 따라 새로운 물 동력 톱을 만들었어요. 이 톱은 콘크리트와 강판을 자를 수 있어요. 구조 작업 등에서 폭발이나 감전 위험을 줄이는 것이 목적이에요. 이름부터 낯선 물 동력 톱이 어떤 모습일지 궁금하지 않나요? 우리도 일상에서 폭발과 감전이 걱정되는 순간을 꽤 자주 만나요. 젖은 손으로 콘센트를 만지면 안 된다는 말은 어릴 때부터 귀에 박히도록 들었고, 욕실에서 헤어드라이어를 쓸 때도 괜히 물기부터 확인하게 되죠. 가스레인지 옆에서 라이터를 켜기 전에 냄새부터 맡아 보는 것도 비슷한 마음이에요. 흐르는 물이 어떻게 단단한 날을 돌릴까요? 물레방아를 떠올려 볼까요? 높은 곳에서 떨어지는 물줄기가 날개를 밀어 주면 바퀴가 천천히 돌아가요. 흐르거나 떨어지는 물은 움직임의 에너지를 품고 있고, 그 힘이 바퀴의 회전으로 바뀌는 거예요. 물줄기가 세면 바퀴도 힘차게 구르고, 졸졸 흐르면 느릿하게 움직여요. 옛 방앗간에서 곡식을 찧던 방식도 이 원리 위에 서 있었어요. 터빈은 이 물레방아를 훨씬 작고 촘촘하게 다듬은 장치라고 생각...