빌 스톤의 세계에서 가장 깊은 동굴 탐험

제가 먼저 여러분을 모시고 갈 곳은 바로 지구의 가장 깊은 천연 동굴이라 여겨지는 곳입니다. 여겨진다고 하는 이유는 지금도 탐사가 진행중이기 때문입니다. 당장 지금도 내년에 있을 큰 탐사가 계획되고 있고 이걸 제가 조금 이야기해 드리도록 하겠습니다.

쥴 베른이 지하가 어떤 모습일지에 대한 위대한 SF적 개념을 보여준 이래로 150년이 흘렀는데 그 동안 바뀐 것이 있다면 그건 바로 기술입니다. 기술의 힘으로 우리는 지하에 다다르게 되었습니다. 이전에는 전혀 알려져있지 않았고, 우리가 생각조차 하지 않았던 곳 말입니다. 우리는 이제 땅 속 수천 미터 아래로 비교적 무사히 내려갈 수 있습니다. 지하 세계로 내려가는 동안 우리는 환상적인 심연의 세계와, 너무나도 넓어서 수백 미터를 훤히 둘러볼 수 있는 거대한 공동을 발견할 수 있었습니다. 이런 탐험을 떠날 때, 우리는 보통 두 달에서 넉 달 정도의 시간을 적게는 스물, 서른 명, 많게는 백오십 명 정도의 사람들과 탐험 현장에서 지내게 됩니다.

많은 사람들이 저에게 묻습니다. 이런 프로젝트에 어떤 사람들을 데리고 가는지 말이죠. 저희가 사람들을 선택하는 과정은 NASA만큼이나 까다롭지는 않지만, 나름대로 철저합니다. 우리는 기본적 능력, 자기절제, 인내, 그리고 강인함을 적합한 팀원의 자질로 봅니다. 예를 들자면 이게 바로 우리의 체력테스트입니다. (웃음) 그와 동시에 우리는 팀 정신을 중요히 생각하고 탐험이라는 큰 스트레스를 받는 상황에서 일어나는 팀원간의 갈등을 원만히 해결할 수 있는 능력을 중요시 합니다.

우리는 이미 인간이 인내할 수 있는 한계점을 크게 넘어섰습니다. 당장 입구에서부터 관광용 동굴과는 크게 다릅니다. 이게 Camp Two입니다. J2라는 곳에 있죠. K2가 아닙니다. 입구에서 저기까지 가는 데 대략 이틀이 걸렸습니다. 높은 산을 내려가는 과정과 비슷하다고 생각하시면 됩니다. 저런 줄을 타고 내려와야 한다는 점만 빼면 말이죠. 저것은 어느 정도 신체적인 편안함을 얻기 위한 것이죠. 아래로 내려가면 축축하고 습하고 추우며 상당히 어둡거든요. 아참. 그리고 이 말씀은 안 드렸군요. 지금 여러분이 보고 계시는 모든 것은 큰 공을 들여 인공적으로 조명을 비춘 것입니다. 그렇지 않으면 완전히 어두운 곳이기 때문입니다.

더 깊이 들어갈수록 우리는 물과의 전쟁을 피할 수 없습니다. 나무가 비를 한 곳으로 모으듯이, 지하도 계속 물을 모읍니다. 결국은 위협적이고 위험한 장소에 도달하게 되죠. 불행히도 여기 비탈은 참 인정사정 없습니다. 여기 80년대 후반에 찍은 아주 짧은 장면을 하나를 보여드리겠습니다. 멕시코의 Huautla 고원을 내려오고 있습니다. (비디오 화면) 이 장면에 나오는 기술은 이미 구식이고 매우 위험하다는 점을 꼭 말씀드리고 싶습니다. 요즘은 이렇게 하지 않습니다. 영화 찍는게 아니라면 말이죠. (웃음)

영화이야기가 나왔으니 말인데요, 작년에 한참 많이 나왔던 헐리우드 영화와는 다르게 우리는 지하 괴물따위는 본적이 없습니다. 적어도 사람을 잡아먹는 녀석들은요. 만약 정말로 지하에 괴물이 있다면 그건 바로 멀리 떨어져 있다는 끔찍한 심리적 고립감일 것입니다. 그것은 모든 구성원들을 엄습합니다. 입구에서 3일 정도 걸리는 지점부터 찾아오기 시작하죠.

내년에 나는 J2에 국제적 팀을 이끌고 갈 계획입니다. 우리는 지하 2600미터에서 촬영할 계획이며 피트로는 8600피트 살짝 넘는 수준인데 입구에서부터는 30킬로미터나 됩니다. 주요 대원들은 30일 가량 계속 지하에 있게 됩니다. 이렇게 긴 임무는 전에는 없었던 것 같습니다.

이런 곳을 계속 내려가다가 보면 결국에는 이와 같은 장소에 이르게 될 것입니다. 이것은 지질학적 단층 내에 움푹 파인 곳인데 이 안에는 물이 고여서 천장까지 차게 됩니다. 이런 걸 발견하면 지도상에 Terminal siphon이라 표시하게 되죠. 제가 이 용어를 매우 잘 기억하는 데에는 크게 두 이유가 있습니다. 그 첫째는 Terminal siphon이 제 락밴드 이름이라는 것이고 둘째로 제가 이런 것과 맞닥뜨리면 발명가가 될 수밖에 없기 때문입니다. 이런 곳을 탐사하기 위해서 우리는 장비를 몇 번이고 발명해 개량했습니다.

이것은 순환식 생명 유지 장비입니다. 물 속에서 수심 200미터까지, 그리고 수평으로 수 킬로미터까지 이동하는 데 사용할 수 있죠. 이건 마치 EVA를 하는 것과 비슷합니다. EVA란 우주에서 우주선 바깥에서 작업을 하는 건데 이건 그보다 훨씬 먼 곳에서, 훨씬 위험한 상황에서 하게 되는 것입니다. 안전과는 동떨어진 이런 곳에서 사용할 장비를 어떻게 설계해야 할 지 고민해야 합니다.

National Geographic에서 뽑은 짧은 영상이 한 토막 있습니다. 1999년에 나온 작품입니다.

(비디오) 해설자 : 탐사는 인간이 전혀 발을 디디지 못한 곳에 당신의 발을 올려 놓는 신체적 과정이라 할 수 있다. 이곳은 우리 행성에 알려지지 않은 채 남아 있는 마지막 지역이다. 이것을 경험하는 것은 분명 특권이다.

빌 스톤: 이 영상은 플로리다에 있는 와쿨라 스프링에서 촬영되었습니다. 이 영상에서 주목할 만한 두 가지가 있습니다. 여기에 등장한 모든 장비는 1999년 이전에는 존재하지 않던 것들입니다. 이 장비는 2년간 개발되어 실제 탐사 프로젝트에서 사용되었죠. 바로 여기 이 장비는 디지털 벽면 지도제작기입니다. 이 기구는 어느 누구도 여태껏 하지 못했던 동굴의 삼차원 지도를 완성했으며 그 동굴이 바로 와쿨라 스프링입니다. 이 장치는 뜻밖에도, 또 하나의 탐사되지 않은 세상으로 가는 문을 열었습니다.

목성의 위성 에우로파입니다. 카롤린 포르코는 또 토성의 위성 엔셀라두스에도 주목했는데 행성과학자들이 지구 바깥에서 최초로 생명체를 발견할 가능성이 매우 높다고 여기는 위치 중 하나가 바로 이 위성 표면 아래에 펼쳐지는 바다입니다. 아직 이 영화를 보지 않으신 분들이 계실텐데요, 짐 카메론은 몇년전 정말 환상적인 IMAX 영화인 "에어리언 오브 더 딥"을 만들었습니다. 잠시 감상해보시죠.

(비디오) 해설자: 에우로파의 빙하 아래를 탐험하는 임무는 로봇공학의 한계에 도전하는 행위입니다. 에우로파는 빛의 속도로도 먼 거리에 있습니다. 명령어가 로봇에게 도착하는 것만 해도 한 시간이 넘게 걸립니다. 따라서 로봇은 위험한 지형을 피할 수 있고 착지하기 좋은 지점을 찾을 수 있을 정도로 똑똑해야 합니다. 이제 빙하를 통과해야 합니다. 얼음을 뚫고 들어갈 탐침이 필요한데요. 원자력을 이용한 발열로 뚫고 내려갑니다. 얼음의 두께는 는 5km에서 25km까지 다양한데, 수주일에 걸쳐 이 장비는 스스로의 무게에 의해 가라앉게 됩니다. 빙하를 관통할때까지 말이죠. 자, 수면에 도달하면 어떻게 해야 할까요? AUV, 즉 자율 잠수정이 필요합니다. 이 잠수정은 영리한 강아지처럼 스스로 길을 찾을 수 있어야 합니다. 바다괴물을 만나도 스스로 대처할 수 있어야죠.

빌 스톤: 이영화를 개봉했을당시 짐 카메론이 몰랐던 사실이 있습니다. 개봉 6개월전 이미 NASA가 제가 모은 팀에 투자하여 에우로파로 떠날 AUV의 초기모델을 개발하고 있었습니다. 그리고 3년간 수많은 기술회의, 설계 및 시스템통합을 거쳐 심해 지층 열 탐사기인 DEPTHX를 선보이게 되었습니다. 영화에서 말한것처럼 한마리 영리한 강아지죠. DEPTHX는 96개의 센서와 36개의 온보드 컴퓨터를 탑재하고 있으며, 거기다가 10만줄에 이르는 자율행동코드와 10킬로가 넘는 TNT가 탑재되어 있습니다.

이곳이 목표장소로 멕시코 북부의 자카톤 석회우물이라는 세계에서 가장 깊은 온천입니다. 이곳은 아직 292미터까지만 탐사되었고 더 깊은 곳에 대해서는 아는 것이 없습니다. 바로 이곳을 탐사하는 것이 DEPTHX의 임무 중 하나입니다.

이 프로젝트에서 우리는 크게 두 가지를 고민합니다. 지하에서 어떻게 자율적으로 과학을 연구할 것인가? 즉 어떻게 로봇을 현장 미생물학자로 만들까 하는 문제가 그 중 하나입니다. 이 문제엔 이 시간을 다 써서 말씀드려도 모자랄 복잡한 단계들이 있지만, 기본적으로 하는 일은 로봇이 공간을 탐사하는 동안 주변 물질들을 파악하게 하는 겁니다. 황화물, 할로겐화물과 같은 것들 말이죠. 우리는 표면의 변화도를 계산해서, 로봇이 생명체가 존재할 가능성이 높은 곳으로 가게 합니다. 우리는 색의 변화를 찾아내기 위해 벽을 따라서 움직였고 이걸 근접성 작전이라 불렀습니다. 이러다가 흥미로운 것을 발견하게 되면, 현미경 안으로 끌고 오죠. 만약 현미경 테스트를 통과하면, 우리는 그 물질을 수집합니다. 우리는 또한 액체 샘플을 뽑아 내기도 합니다. 혹은 벽으로부터 고체 핵을 추출할 수도 있습니다. 이 모든 과정은 사람이 개입하지 않은 채 로봇이 자율적으로 판단하여 이루어지게 됩니다.

그러나 이 잠수정의 진수는 우리가 개발한 최첨단 항해 시스템 3D SLAM으로 SLAM은 동시 측량 및 지도 제작의 약자입니다. DEPTHX는 모든 방향을 봅니다. 센서가 앞과 뒤를 동시에 볼 수 있는데 이 덕분에 이미 지나온 곳의 위치를 센서로 고정하면서 계속 새로운 곳을 탐험할 수 있게 되죠.

다음으로 보여드릴 것은 완전 자율형 로봇에 의한 최초의 지하 탐사입니다. 오는 5월에 우리는 자카톤의 지하 천 미터에서 시작할텐데 운이 좋다면 DEPTHX가 세계 최초로 로봇에 의해 발견된 박테리아를 가지고 돌아오게 될 겁니다. 다음으로는 남극에서 실험을 할 예정이고, 만약 자금이 충분하고 NASA의 결심이 선다면 2016년에 로켓을 발사해, 2019년에는 지구외 생명체의 최초의 흔적을 찾게 될지도 모르죠.

유인 우주 탐사는 어떨까요? 미국 정부가 얼마 전에 2024년까지 달에 한번 더 가겠다는 계획을 발표했죠. 이 계획이 성공한다는 것은 무엇을 의미할까요? 몇 안 되는 정부 과학자와 로켓 승무원이 달에 간간히 방문하는 정도일 겁니다. 50년 전과 비교할 때 범 인류의 우주 진출은 그다지 진전이 없는 상태로 남게 됩니다. 근본적인 변화가 필요합니다. 우리가 살아있는 동안 우주에 자유롭게 가고 싶다면 말이죠.

논란의 여지가 있는 아이디어 몇 개를 보여드리려 합니다. 미심쩍더라도 조금 참고 제 얘기를 들어주시고 이 얘기를 뒷받침하는 근거가 있다고 믿어주시면 감사하겠습니다. 사적으로 우주를 이용하기 위해서는 세 가지 기반이 갖춰져야 합니다. 그 중 하나가 합리적인 가격의 우주-지상 간 교통수단이죠. 바로 버트 루탄과 리처드 브랜슨이 이것을 시야에 두고 있으며 저는 그들을 존경합니다. 좋았어, 멋지게 해치워 달라구.

그 다음에 필요한 것이 중력궤도상에서 머물 곳입니다. 처음에는 궤도 호텔로 출발해서, 나중에는 작업장이 되겠죠. 마지막으로 모자란 조각이자 진정 패러다임을 깨는 것은 바로 궤도 주유소입니다. 이렇게 생기지는 않았겠지만 말이죠. 궤도 주유소의 존재는 우주선 설계와 우주 임무 계획을 송두리째 바꿀 것입니다.

제가 왜 이렇게 이렇게 힘주어 말하는지 여러분이 이해하도록 도와드리겠습니다. 우주학개론이라고나 할까요? 첫째, 여러분이 우주에서 하는 모든 활동의 대가는 킬로그램단위로 지불합니다. 이 물을 마신 분 계신나요? 우주에서는 천만원짜리가 될 겁니다. TED 등록비보다 비싸군요. 구글 후원이 없다면 모르겠지만. (웃음) 둘째, 우주선 중량의 90% 이상이 연료입니다. 그러므로 여러분이 우주에서 뭔가를 하려고 해서 액셀을 밟을 때마다 말 그대로 엄청난 양의 돈을 우주에 쏟아버리게 되는 겁니다. 전기 자동차 만드는 사람들도 이건 못 당하죠.

만약 연료 가격이 10분의 1 수준이라면 어떨까요? 이럴 수 있는 장소가 있습니다. 실제로는 14분의 1까지 줄일 수 있습니다. 달에서 연료를 찾을 수 있다면 말이죠. 미 국방성이 13년 전에 개시한 잘 알려지지 않은 클레멘타인이라는 프로젝트가 있습니다. 이 프로젝트의 결과 중 가장 놀라운 것은 달의 남극의 섀클턴 크레이터에서 수소 반응이 강하게 나타났다는 것입니다. 10조톤 규모의 물이 수억년에 걸쳐 달에 충돌한 소행성과 혜성의 퇴적물들 아래에 묻혀있다고 밖에는 설명할 수 없을 정도로 정말 강력한 수소 반응이었습니다.

우리가 그걸 손에 넣고 궤도 주유소를 가능케 하려면 부피가 큰 짐을 어떻게 우주에서 운반할지를 먼저 해결해야 합니다. 지금 당장은 불가능한 일입니다. 지금 당장 할 수 있는 건 짐을 원통에 쌓아서 지상에서 쏘아올리는 공기저항이란 공기저항은 다 맞닥뜨리는 방법이죠. 더 나은 방법이 필요합니다. 우주에는 공기가 없기 때문에 더 나은 방법을 쓸 수 있죠. 기구를 거의 모든 곳에 활용할 수 있습니다. 이 아이디어는 1989년에 로웰 우드 박사의 연구팀이 리버무어에서 제안했습니다. 지금 우리는 이 아이디어를 어디에든 확장시킬 수 있죠. 현재 밥 비글로라는 사람이 실험용 비행체를 궤도에 띄워 놨습니다. 조금 더 나아가서 우주 예인선이나, 극저온유체와 물을 보관할 궤도 플랫폼도 지을 수 있습니다. 또 다른 게 있습니다. 달에서 돌아올 때에는 궤도역학과 씨름해야 하죠. 주유소까지 돌아가는데 필요한 속도보다 3km/s 더 빠르게 주유소에 접근하고 있다고 해 보죠.

두 가지 선택이 있습니다. 연료를 분사해서 속도를 조절할 수도 있지만, 정말 믿기지 않는 일을 할 수도 있죠. 일단 대기권에 진입한 다음 정확하게 속도를 줄여서, 우주 정거장으로 복귀하는 겁니다. 아무도 성공한 적이 없죠. 매우 위험하고 정말 스릴 넘치는 탈것이 될 겁니다. 디즈니랜드보다 재밌겠군요. 우주탐사의 전통적 접근 방식은 승무원 전원이 지구로 돌아오기까지 필요한 연료를 비상사태까지 고려해서 전부 싣고 가는 거였습니다. 달까지 가는데 그런 짓을 한다면, 한 명을 보내는데도 수조원어치 연료를 태워버릴 겁니다. 하지만 만약 채굴 팀을 보낸다면, 연료는 편도 만큼만... (웃음) 에르난 코르테스가 아즈텍을 정복하러 갈 때 어땠는지 아십니까? 전 그런 사람은 아닙니다. 스타트랙에 나오는 기관사 스코티라면 모를까요. 전 이 장비를 좋아하고, 정말 높게 평가합니다. 우주선이 불타게 놔둘 생각은 없습니다. 그러나 만약, 정말 용감한 사람이 이 우주선으로 달에 도달해서 연료기지를 건설해낸다면, 그것은 지구 바깥에서 벌어진 모든 일들 중에서도 가장 가치있으면서도 극적인 일을 몸소 보여주는 것이라 할 수 있습니다. 우주에서 1000조원 아래, 20년 안으로는 아무것도 할 수 없다는 미신이 있습니다. 결코 그렇지 않습니다. 7년 안에 우리는 섀클턴 크레이터로 가는 산업적인 임무를 개시할 것이며, 지구 대기권 바깥에서도 실질적인 상업적 가치를 생산해 낼 수 있음을 시연할 것입니다.

우리는 지금 역사상 가장 흥미로운 시간대에 살고 있습니다. 우리는 지금 개인의 부와 상상력의 마술과도 같은 융합이 인류를 우주로 이끌고 있는 시대에 살고 있습니다. 제가 방금 설명드린 궤도 급유 정거장은 완전히 새로운 산업을 창출하고, 평범한 사람이 우주를 탐험하는데 필요한 마지막 열쇠를 제공할 것입니다. 패러다임을 뒤엎기 위해서는 근본부터 다른 접근방식이 필요합니다. 루이스와 클락의 미 서부 개척을 조금 산업적으로 응용해, 탐사대를 섀클턴 크레이터로 파견해 달의 광물을 채취하고 우주에서 사업을 하는것이 가능하다는 근거를 보이는 것으로 새롭게 접근해 볼 수 있습니다.

우주에 관한 이야기는 대부분 목적과 시간이 애매해지는 경우가 있습니다. 이곳 TED의 모래에 못을 박아두고 끝맺도록 하겠습니다. 제가 이 탐사를 이끌겠습니다. (박수) 제대로 된 지원이 있다면 7년 안에 이루어질 수 있을 것입니다. 이 일이 이루어지도록 저와 함께 하신 분들은 역사의 일부가 될 것이고 과거의 대담한 위인들과 함께 기억될 것입니다. 과거의 위인들도 이 자리에 있었다면 제게 동의할 것입니다.

사람들이 경계선을 넓히기 위해 대담한 일을 벌이던 시절이 있었습니다. 지금 우리 모두는 그 교훈을 잊어버렸습니다. 우리는 지금 전진하기 위해 대담해져야 하는 시대에 와 있습니다. 어니스트 섀클턴 경이 이 말을 남기고 100년이 지나서, 저는 달에 산업의 깃발을 꽂고 우리 시대에, 우리 모두를 위해 우주를 개척하는데 필요한 마지막 조각을 완성하려 합니다. 감사합니다. (박수)