"2025년, 사람들은 이 수중 서식지에서 살아보려고 할 것" In 2025, People Will Try Living in This Underwater Habitat British startup Deep is pioneering a new way
영국 스타트업 Deep이 해양 연구의 새로운 방식 개척
바다에서 인간이 거주하는 미래는 웨일즈와 영국의 국경에 있는 버려진 채석장에서 구체화되고 있습니다. 그곳에서 해양 탐사 기구 Deep은 과학자들이 수주, 수개월, 심지어 수년 동안 최대 200m 깊이의 해저에서 살 수 있도록 하는 수년간의 탐구에 착수했습니다.
Deep의 인간 다이버 성과 책임자인 커크 크랙은 "세인트 크로이의 아쿠아리우스 리프 기지는 1987년 마지막으로 설치된 서식지였으며 , 약 40년 동안 별다른 착공이 없었습니다."라고 말합니다 . "우리는 해양 과학과 엔지니어링을 21세기에 접목하려고 노력하고 있습니다 ."
본 기사는 특별 보고서 Top Tech 2025 의 일부입니다 .
Deep의 의제는 올해 중요한 이정표가 있습니다. Vanguard라는 소형 모듈식 서식지의 개발 및 테스트입니다. 최대 3명의 다이버를 최대 1주일 정도 기간 동안 수용할 수 있는 이 이동식 가압 수중 쉘터는 2027년에 출시될 예정인 Sentinel이라는 이름의 보다 영구적인 모듈식 서식지 시스템으로 가는 발판이 될 것입니다. Krack은 "2030년까지 우리는 바다에서 영구적인 인간의 존재를 보고 싶습니다."라고 말합니다. 이 모든 것은 이제 이러한 대형 거주 구조물을 인쇄할 수 있는 고급 3D 인쇄-용접 방식 덕분에 가능합니다.
그러한 존재가 해양 과학에 어떤 도움이 될까요? 크랙은 저에게 숫자를 알려줍니다. "현재 150~200m 깊이에서 다이빙을 하면 10분 분량의 작업만 완료할 수 있고, 그 다음에는 6시간 동안 감압이 필요합니다. 우리의 수중 서식지를 이용하면 30일 만에 7년 분량의 작업을 더 짧은 감압 시간으로 완료할 수 있습니다. 해양 생물다양성의 90% 이상이 200m 깊이 와 해안선에 서식하고 있으며, 우리는 그 중 약 20%만 알고 있습니다." 그는 이러한 해저 생태계와 환경을 이해하는 것이 기후 퍼즐의 중요한 조각이라고 덧붙입니다. 해양은 인간이 발생시킨 이산화탄소의 약 4분의 1 과 인간 활동 으로 인해 발생하는 과도한 열의 약 90%를 흡수합니다 .
올해 수중 생활이 녹색 신호를 받다
Deep은 모듈형 서식지뿐만 아니라 이를 사용할 과학자를 위한 교육 프로그램도 갖춘 수중 생명 지원 인프라를 구축하고자 합니다. 수중 장기 거주에는 포화 잠수 라고 하는 특수한 유형의 활동이 포함되는데, 이는 다이버의 조직이 질소나 헬륨과 같은 가스로 포화되기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 이는 수십 년 동안 해상 석유 및 가스 부문에서 사용되었지만, 아쿠아리우스에서 시간을 보낼 만큼 운이 좋은 소수의 연구자를 제외하고는 과학적 잠수에서는 흔하지 않습니다 . Deep은 이를 해저 연구자에게 표준 관행으로 만들고 싶어합니다.
그 사다리의 첫 번째 단계는 Vanguard로, 빠르게 배치할 수 있는 탐험형 수중 서식지로, 선박으로 운반하고 공급할 수 있으며 약 100m 깊이까지 3명을 수용할 수 있는 운송 컨테이너 크기입니다. 2025년 1분기에 웨일즈 체프스토 외곽의 채석장 에서 테스트될 예정입니다.
어두운 수중 서식지가 해저에 위치하고 있고 두 명의 다이버가 탯줄로 연결되어 있습니다.일러스트레이터 렌더링에서 보이는 Vanguard 서식지는 운반하기에 충분히 작지만 최대 100m 깊이에서 3명을 지탱할 수 있습니다.
깊이계획은 1주일 정도 필요한 곳에 Vanguard를 배치할 수 있도록 하는 것입니다. 다이버는 모듈로 이동하여 식사와 휴식을 취하기 전에 바다 밑에서 몇 시간 동안 작업할 수 있습니다.
Vanguard의 새로운 특징 중 하나는 전력에 있어서의 놀라운 유연성입니다. 현재 세 가지 옵션이 있습니다. 해안 근처에 배치하면 지역 재생 에너지를 사용하여 케이블로 해안 유통 센터에 연결할 수 있습니다 . 바다에서 더 멀리 떨어진 곳에서는 떠다니는 재생 에너지 농장과 연료 전지에서 공급을 받아 탯줄 링크를 통해 Vanguard에 전력을 공급하거나, 해저 케이블을 통해 충전, 회수, 재배치할 수 있는 여러 배터리가 들어 있는 수중 에너지 저장 시스템에서 공급을 받을 수 있습니다.
호흡 가스는 해저의 외부 탱크에 보관되며 깊이에 따라 달라지는 산소와 헬륨의 혼합물을 포함합니다. 비상 시, 포화된 다이버는 생명을 위협하는 감압증에 걸리지 않고는 수면으로 헤엄쳐 나올 수 없습니다. 따라서 Vanguard와 미래의 Sentinel은 해저의 외부 인접 포드에서 96시간의 생명 유지를 제공할 수 있는 백업 전력도 보유하게 됩니다.
올해 Vanguard에서 수집한 데이터는 다양한 크기와 성능의 포드로 구성될 Sentinel의 길을 닦는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 포드는 다양한 내부 압력으로 설정될 수 있으므로 다른 섹션이 다른 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 실험실은 자연 환경에서 샘플을 분석하기 위해 현지 수심 측압에 있을 수 있지만, 그 옆에 1기압 챔버를 설치하여 잠수함이 도킹하고 방문객이 현지 압력과 평형을 맞출 필요 없이 서식지를 관찰할 수 있습니다.
Deep이 보기에 일반적인 구성은 6명을 수용하는 것입니다. 각자 침실과 욕실이 있습니다. 또한 유전자 분석을 수행하기 위한 풀 습식 실험실을 포함한 과학 장비 세트가 있어, 분석을 위해 샘플을 상부 실험실로 운반할 필요가 없으므로 며칠이 절약됩니다.
“2030년까지 우리는 인간이 바다에 영구적으로 거주하는 것을 볼 수 있기를 바랍니다.”라고 프로젝트의 주요 인물 중 한 명이 말했습니다.
센티넬 구성은 재공급이 필요하기 전에 한 달 동안 지속되도록 설계되었습니다. 가스는 표면 부표에서 탯줄 링크를 통해 보충되고, 식량, 물 및 기타 보급품은 28일마다 계획된 승무원 교체 중에 내려집니다.
하지만 사람들은 센티넬에서 몇 달, 아니 몇 년 동안 살 수 있을 것입니다. "포화되면 6일이든 6년이든 상관없지만, 대부분 사람들은 승무원 교체로 인해 28일 동안 거기에 머물 것입니다."라고 크랙은 말합니다.
3D 프린팅과 용접이 만나는 곳
매우 야심찬 비전이며, Deep은 첨단 제조 기술을 사용해야만 달성할 수 있다는 결론을 내렸습니다. Deep의 제조 부서인 Deep Manufacturing Labs(DML)는 서식지 모듈의 압력 껍질을 만드는 혁신적인 접근 방식을 내놓았습니다. 로봇을 사용하여 와이어 아크 적층 제조라는 공정에서 금속 적층 제조와 용접을 결합합니다. 이러한 로봇을 사용하면 3D 인쇄에서와 마찬가지로 금속 층이 만들어지지만, 금속 불활성 가스 토치를 사용하여 용접을 통해 층이 융합됩니다.
작은 검은색 잠수함이 떠다니는 부두에 묶여 있는 모습이 보입니다. 배경에는 언덕과 푸른 하늘이 보이는 침수된 채석장이 있습니다.
DML을 둘러보는 동안, 고급 제조 엔지니어링 책임자인 해리 톰슨은 "우리는 용접과 첨가 공정 사이의 불분명한 영역에 있기 때문에 용접 규칙을 따르고 있지만, 압력 용기의 경우 첨가 구성 요소에 적용 가능한 응력 완화 공정도 따릅니다. 또한 모든 부품을 비파괴 검사로 테스트하고 있습니다."라고 말했습니다.
각 로봇 팔의 작동 범위는 2.8 x 3.2m이지만 DML은 Hexbot이라는 컨셉을 통해 이 영역을 확대했습니다. Hexbot은 직경이 최대 6.1m인 서식지 선체를 만들기 위해 함께 작동하도록 프로그래밍된 6개의 로봇 팔을 기반으로 합니다. 선체를 만드는 데 있어 가장 큰 과제는 부품이 생성되는 동안 변형되지 않도록 첨가 공정 중에 열을 관리하는 것입니다. 이를 위해 DML은 내열성 강철과 매우 정밀하게 최적화된 공정 매개변수를 사용합니다.
장기 거주를 위한 엔지니어링 과제
제조 외에도 사람들을 200m 수중에서 행복하게 살아있게 하는 까다로운 사업에 고유한 다른 과제가 있습니다. 이 중 가장 매혹적인 것 중 하나는 헬륨과 관련이 있습니다. 고압에서 마취 효과가 있기 때문에 질소는 약 60m 이하의 깊이에서는 사람이 호흡해서는 안 됩니다. 따라서 200m에서 서식지의 호흡 혼합물은 산소 2%, 헬륨 98%가 됩니다. 하지만 열전도도가 매우 높기 때문에 "헬륨을 31~32°C로 가열해야 정상적인 21~22°C 내부 온도 환경을 얻을 수 있습니다." Deep의 엔지니어링 책임자인 릭 고다드가 말합니다. "이렇게 하면 습한 분위기가 조성되므로 다공성 재료는 곰팡이의 번식지가 됩니다."
다른 재료 관련 과제도 많이 있습니다. 재료는 가스를 방출할 수 없고, 음향적으로 단열되어야 하며, 가볍고, 고압에서 구조적으로 건전해야 합니다.
위에서 보면 탁하고 녹색빛이 도는 물로 가득 찬 긴 채석장이 보인다.Deep의 시험장은 영국 Tidenham에 있는 옛 채석장으로 최대 깊이가 80m입니다. Deep
전기적인 문제도 많습니다. Goddard는 "헬륨은 특정 전기 부품을 매우 확실하게 파손합니다."라고 말합니다. "우리는 장치를 조각내고, 칩을 바꾸고, [인쇄 회로 기판]을 바꾸고, 심지어 가스를 배출하지 않는 PCB를 직접 설계해야 했습니다."
전기 시스템은 또한 부유 태양광 농장과 표면 부표 위의 연료 전지와 같은 다양한 소스와 에너지 믹스를 수용해야 합니다. 에너지 저장 장치는 주요 전기 공학 과제를 제시합니다. 헬륨은 커패시터로 스며들어 감압 중에 빠져나가려고 할 때 커패시터를 파괴할 수 있습니다. 배터리도 고압에서 문제가 발생하므로 서식지 외부의 1기압 압력 용기나 내부의 차압을 방지하는 오일이 채워진 블록에 보관해야 합니다.
바다에서 몇 달 또는 몇 년 동안 사는 게 가능할까?
바다의 SpaceX가 되려고 할 때, 그러한 야망의 실현 가능성에 대한 의문이 자연스럽게 제기될 것입니다. Deep이 이를 실행할 가능성은 얼마나 될까요? 적어도 한 명의 최고 권위자인 존 클라크는 이를 믿습니다. 미국 해군 실험 잠수 부대의 수석 과학자였던 클라크는 "저는 문제에 적용된 엔지니어링 방법과 전문성의 품질에 놀랐고 DEEP가 새로운 기술을 적용하는 방식에 열광하고 있습니다."라고 말합니다 . "그들은 기대를 훨씬 뛰어넘어 발전하고 있습니다... 저는 인류가 바다를 더 많이 포용하려는 Deep의 탐구를 기꺼이 지지합니다."
In 2025, People Will Try Living in This Underwater Habitat British startup Deep is pioneering a new way
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