[와우! 과학] 태양을 지나치는 ‘초음속 비행기’ 이미지 공개 (NASA)

초음속 비행기가 마치 태양을 찢어버릴 것처럼 날아가는 흥미로운 모습이 공개됐다.
최근 미 항공우주국(NASA)은 공군의 고등훈련기 T-38이 초음속으로 태양 앞을 지나가는 모습을 담은 사진을 홈페이지에 공개했다.

이 사진은 항공기의 초음속 비행에서 발생하는 이른바 ‘쇼크웨이브’(Shockwave·충격파)를 확인할 수 있게 촬영된 것이다. NASA가 특허출원한 이 기술은 지난 1864년 독일 물리학자 어거스트 토플러가 개발한 촬영법인 ‘슐리렌법’(schlieren method)을 응용·발전시킨 것이다. 슐리렌법은 본래 공기의 밀도 등에 따라 달라지는 빛의 굴절률(refractive index)을 가시적으로 확인할 수 있도록 해주는 촬영법이다.



NASA에서는 그간 슐리렌법을 개선한 ‘배경 지향 슐리렌’(Oriented Schlieren using Celestial Objects·이하 BOSCO)을 연구해왔으며 본래 BOSCO는 풍동(인공적인 바람을 발생시키는 터널형태의 실험장치)과 모형비행기를 이용한 소규모 공기역학 실험에만 주로 사용돼왔다.

NASA 측이 쇼크웨이브를 연구하는 이유는 방산업체 록히드마틴과 함께 초음속 여객기 개발에 나섰기 때문이다. 초음속 여객기의 가장 큰 난제가 바로 음속 돌파 때 발생하는 굉음으로 이는 세계 최초의 초음속 여객기 '콩코드' 퇴장의 원인이 되기도 했다.

BOSCO 수석 연구원 마이크 힐은 "차기 초음속 여객기 개발의 핵심이 음속돌파 시점에 발생하는 소음인 ‘소닉붐’을 줄이는 것"이라면서 "쇼크웨이브는 공기 압력 등이 불연속적으로 변하는 대기를 보여줘 공기역학 기술을 개발하는데 큰 도움을 준다"고 밝혔다.

박종익 기자 pji@seoul.co.kr