그는 여기서 잠을 자지 않고 비행해야 하기 때문에 비행 이외의 요소들, 즉, 비행 시의 요동과 끊임없는 엔진 점검, 연료 관리, 기상 분석, 비행경로 등을 확인해야 하는 정신적인 피로로 인해서 완전히 기진맥진하게 될 것으로 예상된다.
그러나 이는 모든 일이 제대로 진행되었을 때의 시나리오일 뿐이다. 이 비행기는 초반부터 엄청난 연료 무게를 감당하면서 위태롭게 이륙해야 하기 때문에 조그마한 문제만 발생해도 비행기가 지면에서 날아오르는 순간, 화염에 휩싸일 수도 있다.
공상 과학 소설에나 나오는 것처럼 생긴 이 비행기(조종석의 작은 캐노피 위로 단발 제트 엔진이 장착되었으며 선체는 마치 요트처럼 생겼다)는 심지어 난기류가 발생하거나 중력이 높아지는 급박한 비행을 수행하기라도 하면 공중분해 되어 버릴 가능성도 배제할 수 없다. 그리고 연료가 모두 소진되어 감속용 낙하산을 전개하고 속도를 떨어뜨려 비상 탈출해야 하는 상황이 발생할 수도 있다. 물론 파셋이 경험이 풍부하고 충분한 훈련과정을 거쳤지만 피곤에 지쳐 그만 잠들어 버릴 가능성도 존재한다. "만일 파일럿이 잠들어서 깨어나지 못한다면 반드시 사고가 일어 날 겁니다. 자동착륙기능이나 외부기체 제어기능이 없으니까요."라고 글로벌플라이어를 제작한 유명 항공기 설계자인 버트 루탄은 말했다.
한마디로 이번 프로젝트는 극히 위험한 프로젝트라는 점이다. 이 비행기는 날아다니는 연료 탱크라고 할 정도로 많은 연료를 싣고 비행해야 하는데 높은 고도에서 전체 비행기 중량의 82 퍼센트에 해당하는 연료를 연소하면서 세찬 바람을 제어하는 능력을 확보해야 한다. 그러나 이러한 난관에도 불구하고 투자상담가이자 모험가로서 부와 명성을 쌓아 올린 59세의 파셋은 자신감에 넘쳐 있다. 사실 그는 예전에도 이와 유사한 모험에 성공한 경험이 있다.
2002년 여섯 차례 시도 끝에 세계 최초로 단독으로 기구를 타고 논스톱 세계 일주를 성공한 경험을 비롯해서 다양한 비행, 항해 경험을 가지고 있는 것이다. 이 프로젝트의 스폰서이자 한 버진 애틀란틱사의 창립자 및 회장이며 CEO인 리처드 브랜슨은 파셋의 보조 파일럿으로 이번 도전에 동행하게 된다. 파셋은 그의 비행기와 비행기 설계자를 전폭적으로 신뢰하고 있다. 무엇보다도 버트 루탄은 1986년에 지나 이거와 동생인 딕 루탄이 90일 만에 재급유없이 전세계 일주에 성공한 프로펠러 추진형 보이저(Voyager) 비행기를 제작한 장본이기도 하다.
기술 글로벌플라이어 설계는 보이저 개발에서 부딪쳤던 문제에 비해 훨씬 어려운 기술적 난제를 안고 있다. 지금은 스미소니언 국립 항공우주박물관에 전시되어 있는 보이저는 피스톤 엔진 두개와 3,175kg의 연료를 이용했으며 두 명이 탑승했었다.
글로벌플라이어의 경우 보이저가 비교적 여유로운 속도로 날아다니던 것에 비해 엄청난 속도로 비행해야 하며 설계에서도 절대적인 극한까지 중량을 감소하고 구조적인 측면의 완결성이 요구되고 있다.(중앙 기체의 바깥쪽에 자리 잡고 있는 두 개의 동체에는 연료탱크가 설치되어 있다. 그러나 이 연료탱크는 '수박'이라 불릴 만큼 대량의 연료를 싣고 있기 때문에 매우 불안정하다.) 사실 8천kg 이상의 군용 제트기 연료를 싣고 이륙한다는 것 자체가 아슬아슬한 모험이다. 또한 이 비행이 끝날 무렵에는 연료가 다 소비되기 때문에 기체가 매우 가벼워지고 그에 따라 난기류에 특히 취약하게 된다.
현재 글로벌플라이어는 캘리포니아 모하비 사막에 있는 루탄의 유명한 항공기 공장인 '스케일드 컴포지트'에서 최종 제작 단계를 거치고 있었다. 이 공장 주변의 활주로 근처에는 민간 항공기테스트 회사가 위치하고 있으며 그 주위로는 여객기 수십 대가 최근 불황에 빠진 항공 산업의 재기를 바라는 모습으로 줄지어 서 있다.
그러나 스케일드 공장에 들어서자 분위기는 순식간에 반전된다. 한쪽에서는 직원들이 마이크로소프트사의 억만 장자, 폴 앨런이 투자한 회사 '벌칸'에서 추진 중인 세계 최초의 민간주도 유인우주계획 '티어 원'에 사용될 장비들을 테스트하고 있었다. (모선에서 소형 로켓추진 우주선을 발사하려는 이 프로젝트는 준궤도비행선의 상업적 사용가능성을 테스트한다.
2003년 7월호 관련 기사 참고) 그리고 다른 곳에서는 루탄이 그 구체적 내용을 밝히기 꺼려하는 고객 - 주로 미국 군사 관련 계약 - 에게서 의뢰받은 비밀 프로젝트가 진행 중이었다. 글로벌플라이어 역시 3년 전 비밀 프로젝트로 시작되었다가 작년 10월 23일 런던의 기자 회견에서 처음 공개되었다. 그리고 제작중인 비행기는 파퓰러사이언스의 이번 기사에서 최초로 공개되고 있다. 35미터에 달하는 글로벌플라이어의 날개를 제작하기 위해 공간을 확장한 작업장에서는 비행 테스트 프로그램을 시작하기 위해 기체에 막바지 작업을 가하고 있었다. 이 작업장은 사무실 근처의 벽을 제거해 날개가 들어갈 공간을 확보했으며, 그 첫 번째 테스트비행은 2004년 초에 실시될 예정이다.
일부 작업자들은 조립이 진행되고 있는 부분과 기체 주변의 여기저기 모여서 비행 제어 장치와 항공 전자 장치 및 윌리엄스 FJ44-3 터보팬 엔진 등을 설치하고 있었고, 다른 엔지니어들은 기체 구조의 연결 부분에 에폭시 수지로 코팅한 탄소 섬유를 씌우고 있었다. 글로벌플라이어도 날개와 동체에 골격 구조물을 사용하지만 일반적인 비행기에 비해 그 수가 훨씬 적다. "이 골격구조는 표면을 안정적으로 유지하고 하중을 지탱하는데 핵심적인 역할을 합니다.
I-빔(I beam)처럼 생긴 탄소섬유 뼈대가 날개에 가해지는 엄청난 부하를 견뎌내는거죠."라고 프로젝트의 수석 엔지니어인 존 카르코우는 말한다. 그러면서 그는 두 가지 합성소재를 보여주었는데 하나는 0.6cm 두께의 날개조각이었고 다른 하나는 1cm 두께로 동체에 사용될 조각이었다.
이 합성소재는 탄소섬유와 하니컴 그리고 다른 탄소섬유 표면으로 구성돼 샌드위치구조를 취하고 있기 때문에 대부분의 항공용 금속과 비교해 매우 튼튼하고 가벼우며 제작비가 저렴하고 제작공정이 간단하다.
카르코우는 보조 날개 주위를 걸어 다니다가 이 비행기에는 금속이 거의 사용되지 않는다는 사실을 언급했다. 심지어 제어 표면조차도 합성소재로 제작한 경첩을 이용해서 비행기에 연결된다고 한다. 금속이 사용되는 유일한 부분(엔진과 항공 전자 기기 제외)은 알루미늄 착륙장치 버팀대와 엔진장착대 정도. 실제 비행기 제작은 루탄과 수석 엔지니어들이 비행기의 구성을 결정하고 나서 2년이 지난 2002년 9월부터 시작되었다.
이 구성 작업은 이 비행기의 제작을 위임한 파셋이 루탄 형제와 함께 비행에 대해 논의를 한 후에 파셋과 함께 공동으로 진행되었다고 한다. "파셋이 처음 왔을 때 터보팬에 대해서는 이야기 하지도 않았고 보이저와 유사한 비행기를 요구했습니다." 버트 루탄은 이렇게 그 당시를 회고했다.
그 당시에는 이 비행기에 제트 엔진을 달게 될 거라고는 생각하지 않았기 때문에 보이저 설계가 일부 채택되었다고 한다. "하지만 피스톤 엔진은 사용하지 않을 거라고 말했죠. 이미 한 번 해 본적이 있으니까요." 가장 중요한 문제는 전체 무게에서 연료가 차지하는 비중이 너무 높다는 점이었다. 루탄은 글로벌 호크 무인항공기를 제작하는 대회에 참가했던 경험을 바탕으로 일주일 동안 연료무게 비율이 높은 기체를 구상했고 그 결과 엔진에 자신감을 갖게 되었다.
하지만 보이저에 비해서 공기 마찰을 줄이고 효율을 증가시키며 구조체의 무게를 혁신적으로 감소시키기 위해서 공기 역학적인 측면을 포함해서 여전히 고려해야 할 요소가 많았다. 기본적으로 터보팬은 연료 소모가 많기 때문에 플로벌플라이어는 보이저보다 세배나 많은 연료를 싣고 날아야 했다. 하지만 이렇게 많은 연료로도 비행거리는 보이저보다 짧기 때문에 루턴은 50~100노트의 속도로 흐르는 제트기류를 따라가는 새로운 비행기를 제안하기에 이른다.
즉 적도 대신 국제항공우주기구에서 그 길이를 엄격하게 제안한 남회귀선을 따라 비행하는 것이다. 이렇게 하면 비행 길이를 단축하면서도 기록수립에는 큰 문제가 없었던 것이다. (이 비행기는 원래 남회귀선을 의미하는 카프리콘이라고 명명되었다. 그러다가 리처드 브랜슨이 2003년 중반에 스폰서로 이 팀에 합류하면서 이름을 변경했다.) "그래서 스티브를 만나서 지나 이거보다도 더 가벼운 자동비행장치를 만들 수 있다고 했고 엔진 두 개 대신 하나를 장착해서 무게를 더 줄일 수 있다고 했죠. 우리가 연료비율 80%를 확보할 수 있다는 사실을 알고 있었죠."라고 루탄은 말한다. (보이저의 경우 72 퍼센트)
파셋은 이 계획에 찬성했고 실제 설계가 시작되었다. 공기역학 전문가인 존 론츠가 에어포일(날개 부분. 론츠 역시 보이저 제작에 참여했었다)을 설계하고 조 러비가 구조물을 담당했으며 척 콜먼이 시스템을, 밥 모건이 착륙 기어를 제작했다. 카르코우는 이 과정에서 몇 가지 구조를 테스트했다고 한다. 즉 기체를 이동시키고 파일럿을 세 개의 기체 중 하나에 탑승시키려 했던 것이다. 그러나 여기서 항속거리를 줄이고 성능에 영향을 미치는 다른 역학적 문제점을 발견했다. 이들은 보다 일반적인 모습에 가까운 형태도 고려해봤지만 결국 제트기류의 경로에 적합한 세 개의 기체로 나누어진 모습을 채택한 것이다. 이 설계는 높은 고도에서 뒤쪽의 순풍을 이용해서 장거리 비행에 최적화된 형태라고 한다.
그러나 그 후에도 설계에 변형이 가해졌다. "계속 반복되는 작업이었습니다. 우리는 점진적으로 지금보시는 기체처럼 폭을 줄여 나갔습니다. 우리가 계산한 연료량이 변경될 때마다 기체의 길이가 짧아지거나 길어졌죠. 시야 확보를 위해서 방해가 되는 주위의 물체를 없앴고 중력 중심도 정밀하게 잡았습니다."라고 카르코우는 말한다.
글로벌플라이어의 공기 역학적인 설계는 현대의 최첨단 컴퓨터의 덕을 톡톡히 보았다 할 수 있다. 보다 강력해진 컴퓨터를 이용해서 엔지니어들이 '디지털 풍동 실험실'에서 '디지털 비행기'를 여러 가지로 실험하는 것이 가능해 짐에 따라 유체역학을 보다 정확하게 적용할 수 있게 된 것이다.
"보이저를 설계했을 때에는 제가 직접 만든 BASIC 프로그램을 48KByte 메모리 용량의 Apple II 컴퓨터에서 실행시켰었죠. 이제는 대형 회사들처럼 첨단 유체 전산 해석 시스템을 보유하고 있습니다. 공기 저항이 낮은 설계도 스마트하게 처리할 수 있게 된 거죠."라고 루탄은 말한다. 공기 저항이 낮을수록 비행 거리는 길어지지만 그렇다고 해서 지구를 한 바퀴 돌아서 출발 지점으로 돌아올 정도는 아니다.
(출발 위치는 여전히 결정되지 않았지만 중간에 연료가 떨어지는 만약의 사태가 발생해도 바다가 아닌 육지에 불시착하기 위해 미국 중서부 지역 정도로 결정될 것 같다.) 이번 프로젝트에게 가장 핵심적인 사안은 바로 무게였다. 이를 위해 완전 합성소재를 이용했으며 중요하지 않은 부분은 모두 제거하고 가장 단순한 형태로 제작된 것이다. 심지어 내부수리나 점검에 필요한 패널도 최소로 줄였다.
예를 들어, 내부에 문제가 발생하면 일단 톱으로 기체에 구멍을 낸 후 나중에 탄소섬유로 다시 그 구멍을 막아야 할 정도이다.
또 조종석 문에도 손잡이가 없다. "환상적인 손잡이를 만들 여유 따위도 없었습니다. 이 문은 플로그스타일 방식으로 압력차를 이용해 열고 닫습니다. 즉 급하게 비행기 안으로 들어가려 한다면 그저 발로 차야 한다는 거죠. 그래도 다행인건 지상에서는 압력차가 크지 않다는 점입니다."라고 카르코우는 말한다.
1927년 단독으로 대서양을 횡단한 찰스 린드버그의 흔적이 여기에도 찾아볼 수 있다. 당시 린드버그는 필요할 것 같지 않다는 이유로 구명보트, 낙하산, 무전기 등을 가져가지 않았다. 그는 성공을 확신했으며 이런 장비들은 쓸데없이 무게만 늘린다고 생각했던 것이다. 그런데 파셋은 이런 장비들을 모두 가지고 간다고 한다.
이는 1927년 당시보다 장비의 무게가 훨씬 가벼워졌기 때문에 가능한 일이다. 하지만 화재감지 및 소화 시스템, 성에제거장치, 보조착륙기어 연동시스템 등은 아무래도 무게가 많이 나가서 가져가지 않기로 결정했다.
비행 글로벌플라이어의 자체 무게는 1천622kg이다. 하지만 연료를 가득 채우면 1만8kg이나 나간다. 개인용 제트비행기에 사용되는 엔진 하나로 이 정도 무게를 감당하기 때문에 13.72Km 고도까지 올라가는데 14시간이나 소요된다.
그때까지 루탄과 그의 팀은 지상에서 맡은 바 임무를 완료하게 될 것이다. 나머지는 파셋에게 달려 있다. 시간이 지날수록 파셋은 긴장감을 유지하기 힘들어질 것이다. 자동비행장치가 장착되어 있긴 하지만 그래도 비행 상황을 계속 관찰해야 한다.
린드버그가 그랬던 것처럼 이러한 이유가 긴장감 유지에 도움이 될 것이다. 매일 달리기와 수영으로 체력을 유지하고 있는 포셋은 "공기의 흐름과 기본적인 체력은 함께 고려해야 합니다. 아마 비행 중에는 비행제어 때문에 정신이 없을 것입니다. 그리고 미션 컨트롤 센터와 위성 이메일이나 전화로 계속 연락을 해야겠죠. 비행 중에 과학실험도 몇 가지 해야 할 겁니다. 이전에도 항해나 기구 여행에서 이런 일들을 했었으니까요."라고 말한다. 비행이 막바지에 달했을 때 파셋의 정신 상태가 어떻게 될지는 아무도 모른다. 하지만 역사 속에서 어느 정도 유추는 가능하다.
출발 전날 밤에도 잠을 자지 못했던 린드버그의 경우 총 33시간의 비행 중에 17시간이 경과했을 무렵, 신체적으로 완전히 지쳐서 생생한 환각을 체험했으며 30초 동안 미세수면 상태에 빠지기도 했다.
이 순간 그는 완전히 의식을 잃고 영혼이 육체에서 이탈한다는 소위 육체이탈과 같은 상태에 접어든 것 같다. 이런 상황에서도 스피릿오브세인트루이스호가 경로에서 벗어나지 않은 것은 그의 탁월한 비행술 덕분이었다 할 수 있다.
현대의 파일럿이라고 해서 상황이 크게 달라진 것은 아닌 듯 하다. B-2 폭격기의 경우 비록 파일럿이 2명이고 좌석이 조금 넓다지만 40시간이 넘는 작전에서는 간신히 임무를 수행하는 경우도 발생한다. 딕 루탄과 지나 이거는 세계 일주 비행에서 가장 힘들었던 부분은 소파 크기의 조종석에 앉아 9일이나 버티면서 신체적 고통을 감내해 내는 것이었다고 지적한다.
이와 함께 루탄은 개인적인 걱정거리들도 언급한다. "사실 글로벌플라이어는 날아다는 것도 좀 힘든 비행기입니다.
물론 착륙도 어렵고 활주로 끝에 간신히 서 있을 정도죠. 속도를 줄이는데 필요한 보조낙하산도 있지만 이것을 사용하는 것도 역시 위험합니다." 이륙하는데도 보조 로켓이 필요할 정도이기 때문에 루탄은 이 비행기가 과연 그 거리를 비행할 수 있을지 의구심을 품고 있다. 또한 이륙 시 발생할 난기류와 글로벌플라이어의 무게에서 상당 부분을 차지하는 자동비행장치의 무게를 줄이는 것도 문제라고 말한다.
하지만 엔지니어들은 대담하면서도 무모하기까지 한 이 임무를 완수하기 위해 최선의 기계와 전략을 한곳에 모으고 있다. "이번 프로젝트는 참여할 가치가 높은 모험입니다.
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