수직 낙하 가능한 新낙하산…물류‧우주 탐사 활용 기대

몬트리올 폴리테크닉 기계공학부 연구팀이 일본 전통 종이 접기인 키리가미(kirigami)에서 영감을 얻은 새로운 낙하산 콘셉트를 발표했다. 이 낙하산이 갖춘 특징은 자유 낙하를 할 때 목표 지점을 향해 수직으로 낙하할 수 있다는 점으로 식량·물·의약품을 목표 지점에 전달하는 인도주의 지원 임무부터 우주 탐사까지 폭넓게 활용될 가능성이 제시됐다.

일반 낙하산은 크게 펼쳐져 내부에 공기를 가둬 항력을 발생시켜 낙하 속도를 늦춘다. 항력량은 낙하산 형태나 구성, 주변 공기 흐름 등 영향을 받아 변화하며 과도한 항력이 발생하면 낙하산 상부에 소용돌이가 형성되어 낙하 경로를 예측할 수 없게 된다.

프레데릭 고셀랭 교수는 미국에서 개최된 학회에 참석했을 때 연구자가 특정 키리가미 패턴으로 절단된 플라스틱 시트를 변형시키는 모습을 시연하는 걸 보고 이런 종류 패턴으로 시트를 절단하면 새로운 기계적 특성이 생긴다는 점을 깨달았다. 이때 공동 연구자인 에콜 폴리테크닉 소피 라마나나리보 교수와 논의하며 이 패턴으로 시트를 절단했을 때 낙하산으로 기능할 가능성이 있을까 생각했지만 깊이 파고들지는 않았다고 한다.

이후 키리가미에서 영감을 얻은 접이식 구조 전문가인 다비드 멜랑송이 몬트리올 폴리테크닉으로 초빙되면서 아이디어가 연구 대상으로 부활했다. 석사 과정인 다닉 라무르가 공기저항을 높이는 패턴을 추구해 마침내 낙하 시 즉시 안정화되는 낙하산을 만드는 데 성공했다.

고셀랭 교수팀이 도달한 낙하산 특징 중 하나는 올바른 펼침을 위한 특별한 접는 방법이 필요 없다는 것이다. 또 자유낙하 시 궤적도 기존 낙하산과 달리 목표 지점 상공에서 낙하시키면 그대로 거의 수직으로 착지한다. 게다가 소재와 장비 모두 쉽게 구할 수 있어 저비용으로 제작할 수 있다.

이 신형 낙하산은 인도주의 지원을 위한 물자 투하 등에 유용할 것으로 평가된다. 앞서 언급한 것처럼 기존 낙하산으로 투하하면 낙하 궤적을 예측할 수 없게 된다는 난점이 있기 때문이다. 경우에 따라서는 충격 흡수를 위해 일부가 파손되는 걸 전제로 낙하산 없이 화물을 투하하는 사례도 있다고 한다. 멜랑송은 키리가미에서 영감을 얻은 이 낙하산이 이 사용 사례에 최선의 해결책임이 입증될 가능성이 있다고 말했다.

원격지 화물 배송이나 우주 탐사선 사용도 기대되지만 연구팀은 우선 낙하산에 새로운 특성을 부여하는 방안을 모색할 예정이다. 멜랑송은 절단 패턴을 변경해 낙하산을 회전시켜 낙하시키거나 낙하 전에 옆으로 활공하게 할 수 있다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.