우주선만큼 첨단 기술력이 필요한 원자력 잠수함의 비밀

 

바다 밑은 땅 위에 상황과는 많이 다릅니다. 바닷물 때문에 온갖 부식이 일어나고, 엄청난 압력을 견뎌야 합니다. 잠수함 제작은 단순히 일반 선박보다 조금 더 복잡한 수준이 아닙니다. 잠수함은 일개 선박과는 전혀 다른 차원의 엔지니어링 기술입니다. 잠수함은 적군에게 공격 당할 가능성까지 염두에 두고, 무려 수개월을 바다 밑에서 버텨내야 합니다.

 

 

인류 역사상 가장 어려운 프로젝트가 두 가지가 있으며 이 두가지가 바로 우주선과 잠수함입니다. 적어도 잠수함이 흔히들 어렵다고 생각하는 우주선을 만드는 것만큼 복잡하고 난해합니다. 잠수함은 비밀스럽고, 강력해야 합니다. 도청은 물론이고, 적진의 바다로 특수부대를 파견하거나 선박과 항공기를 추적합니다. 때때로, 조용히 수면 아래 잠긴 상태에서 적군에게 날릴 미사일을 발사를 준비합니다. 만약 잠수함이 수면 위로 떠오른다면, 그 이유는 음식을 싣기 위해서입니다.

 

 

그렇다면 원자력 잠수함은 어떻게 만들어질까? 잠수함의 선체는 일단 철강 섹션이 만들어지고, 배관, 케이블, 그리고 다른 부품들이 철강 섹션에 장착됩니다.

 

 

장착된 후에는 각 부품들이 수많은 테스트를 통해 검증되고, 이를 조립한 후 다시 수차례의 테스트를 시행하게 됩니다.

 

 

잠수함의 수장이 가장 많은 시간을 보내는 통솔 갑판(Command Deck)은 본체와 별도로 제작하는데, 대략 20미터 길이에 10미터 넓이, 두 층 높이에 3백~4백 톤에 이르는 무게를 지닙니다. 두께는 극비입니다.

 

 

수천 개의 배관과 케이블로 구성된 통솔 갑판은 별도 제작 후에 mm 단위의 정교함으로 선체 안에 부착하는 과정을 거쳐 완성됩니다. 모든 테스트 과정이 끝나고, 잠수함이 레일을 타고 플랫폼에 다다르면, 선체가 물속으로 서서히 들어가는 과정이 시작됩니다. 바닷속으로 온전히 들어가기 전에 추가적인 테스트를 수행하기 위해 잠수함은 부두에 일정 기간 동안 정박합니다.

 

 

잠수함의 내부 디자인은 여분의 공간을 일절 허용하지 않습니다. 이것을 충전밀도(Packing density)라고 표현합니다. 그리고 곳곳에 산소공급기가 달려 있는데 이는 선원들이 우울함을 참기 어려울 때는 마스크를 통해 산소를 들이마시도록 설치해놓는 것입니다.

 

 

또한 잠수함 안에는 취재가 허락되지 않는 기밀 영역이 있는데, 그중 하나가 핵 원자로입니다.

 

 

원자로는 강철 구조로 이루어져 있으며, 큰 창고 정도의 사이즈인 것으로 알려져 있습니다.

 

 

현재 영국, 미국, 프랑스, 러시아, 중국, 인도는 원자력 동력 기반의 잠수함을 보유하고 있습니다. 그리고 이들 중 영국, 미국, 프랑스, 러시아만 실제 건설 기술을 가지고 있으며, 중국과 인도는 자체 기술이 없어 러시아로부터 잠수함을 구매합니다.

 

 

원자력 기반의 잠수함은 일반적인 전통 에너지원을 사용하는 것 대비 엄청난 장점을 갖고 있습니다. 전통 에너지원을 사용하는 경우, 배터리를 탑재해야 하며 배터리 재충전을 위해 산소 공급이 수반되는 디젤 엔진이 작동해야 합니다. 따라서 전통 에너지원을 사용할 경우, 안정적인 산소 공급을 위해서 잠망경의 기능이 허용하는 수심 내에서만 이동이 가능합니다.

 

 

뿐만 아니라 배터리의 수명이 제한적이라는 점도 한계로 작용합니다. 이에 반해 원자력 동력 기반 잠수함은 재충전 주기가 25년에 달해 실질적으로 수심과 수명 측면의 제약이 없습니다.  

 

 

잠수함의 원자로 구조물 내부에는 우라늄 235가 핵 제어봉과 함께 탑재되어 있습니다. 핵 제어봉이 제거되면, 우라늄 원자는 분해되어 에너지를 발생시키기 시작합니다. 이때 발생한 에너지는 물을 가열시키고, 초고온의 수증기는 배관을 통해 전달되어 2차 시스템의 물을 가열시킵니다.

 

 

2차 시스템의 물에서 생긴 수증기는 터빈을 돌리는 힘으로 작용, 동력을 일으킵니다. 잠수함 내 모든 기계 공정이 그러하듯, 원자로 내 공정 또한 소음을 철저히 차단하는 것이 중요합니다. 원자로 내 시스템은 해수를 펌프로 끌어들여 지속적으로 냉각합니다. 펌프 작동 시 소음 발생을 최소화하는 것이 가장 중요합니다.

 

 

때때로 잠수함은 초정숙 모드로 여러시간 운행하기도 합니다. 이때 가장 큰 소음 발생 원인은 다름 아닌 선원들입니다. 사람의 발소리나, 뭔가를 떨어뜨리는 작은 소음이 적진의 잠수함에 전달될 수 있기 때문입니다. 따라서 긴급 시엔 선원들은 모두 침대에서 대기하며, 물 사용이 금지됩니다.