기계/재료

2018년도 중국 10대 해양기술 성과 발표

발행일 : 2019 / 02 / 03

최근 중국해양학회 등 기관이 선정한 “2018년도 중국 10대 해양기술 성과”가 발표되었다.

(1) 북대서양 자오선 역전순환류 약화로 글로벌 기후 온난화 심화

북대서양 자오선 역전순환류(AMOC) 이상은 대양의 열·염 순환 및 글로벌 기후변화에 뚜렷한 영향을 미친다. 기존 연구에 의하면 고기후 배경에서 AMOC 약화는 북반구 심지어 글로벌 기후 냉각화를 초래한다. 하지만 최신 관측데이터 분석 결과 온실가스의 지속적 배출 및 온실효과의 지속적 강화 배경에서 AMOC 약화는 심층 해양으로 수송되는 열량을 감소시키며 따라서 온실효과에 의해 집중된 열량은 해양 표면에 체류하면서 대기를 가열시켜 기후 온난화를 심화시킨다. 상기 발견은 글로벌 기후변화에 미치는 AMOC 작용을 보충했다. 또한 기후시스템 자연변화율에 대한 인간활동의 조절 작용을 규명함으로써 대양 열·염 순환 이상이 글로벌 기후변화에 영향을 미치는 물리적 메커니즘 이해 및 기후모델의 예측능력 향상에 과학적 근거를 제공했다.

(2) 남대양 표층 산성화 속도에 미치는 남반구환상모드의 뚜렷한 조절작용 입증

남대양은 인위적으로 생성된 CO2를 가장 많이 흡수하는 해역이자 산성화가 가장 쉽게 발생하는 해역이다. 남반구 해양 기후변화의 주요 모드인 남반구환상모드(SAM)가 남대양 산성화에 어떤 영향을 미치는지는 확실하게 밝혀지지 않았다. 해당 연구는 남대양 표층 산성화 속도에 미치는 SAM의 뚜렷한 조절작용 및 위도적 차이성을 발견했다. SAM 증강 시기의 남반구 여름철에 관측한 극지역 해양 산성화 속도는 단순 대기 CO2 농도 증가로 인한 산성화 속도에 비해 뚜렷하게 빨랐다. 하지만 아남극 지역의 상황은 이와 정반대였다. 해당 성과는 “Nature Communications”에 게재되었다. 이번에 중국은 과거 수행한적 없는 남대양 산성화 속도 관련 연구를 통해 세계 최초로 SAM가 남대양 표층 산성화 속도에 유의적 제어작용이 있음을 입증함으로써 남대양 산성화 메커니즘 관련 인식을 크게 제고시켰고, 남대양의 탄소흡수 예측 및 생태계에 미치는 영향 평가에 중요한 이론적 근거를 제공했다.

(3) 최초로 난하이 확장기 맨틀 구성의 본질 규명

난하이는 신생대부터 진행된 해저 확장에 의해 형성된 심해분지다. 남중국해 해분의 암석 기저 성분, 하부 연약권 맨틀의 성질, 해분 열개 동역학적 과정을 초래한 원인 등의 비밀은 밝혀지지 않았고 이와 관련한 논쟁도 치열하다. 이번에 중국은 난하이 확장기의 해양지각 현무암 연구를 통해 최초로 난하이 확장기에 1개 인도양형 연약권 맨틀이 존재함을 확인했다. 난하이 동·서 2개 아해분 기반암 구성에는 큰 차이가 있는데 이는 난하이 2개 아해분 맨틀이 상이한 진화의 역사를 겪었음을 보여준다. 난하이 해저 확장 과정에서 하부 맨틀의 화학적 구성은 맨틀 플룸(mantle plume) 및 대륙지각 분리의 이중적 영향을 받는다. 해당 성과는 “Earth and Planetary Science Letters”에 게재되었다.

(4) 중국 자체로 제조한 극지 쇄빙선 진수

2018년 9월 10일, 중국이 자체적으로 제조한 첫 극지 과학탐사 쇄빙선 “쉐룽(雪龍) 2호”가 상하이에서 진수했다. 이는 중국 극지탐사 현장 보급 및 지원 능력이 새 단계에 들어섰음을 의미한다. 쇄빙선의 전장은 122.5m, 선폭 22.3m, 흘수 7.85m다. 배수량은 약 13,990t, 항속 12~15노트, 항속거리 2만 마일이다. 쉐룽 2호는 60일간 무보급 항해가 가능하고 정원은 90명이며 2~3노트 항속으로 1.5m+0.2m(얼음두께+눈두께) 환경에서 지속적으로 쇄빙항해할 수 있다. 쉐룽 2호는 무한계 영역 항해의 수요를 충족시켰고 지구전역 항해능력을 갖추었으며 극지 대양에서 안전 항해할 수 있다. 또한 세계 선진적인 선수·선미 양방향 쇄빙 설계를 채택했으며 전회전(full rotation) 전력 추진 기능 및 충돌 쇄빙 능력을 보유한다. 뿐만 아니라 세계 선진적인 해양 조사 및 관측 설비를 탑재했으며 과학탐사시스템의 고도 통합 및 자기무모순(Self-Consistent)을 달성했다. 중국 최초로 중국선급사(CCS)가 발급하는 지능표식을 획득한 쉐룽 2호는 극지 해양환경 및 자원 연구에 있어 중요한 기본적 플랫폼이다. 쉐룽 2호는 2019년 7월 후에 북빙양으로 향할 예정이다.

(5) 심해 다금속단괴 수집시스템, 첫 500m 수심 해상테스트 완성

2018년 6월, 중국 심해채광기술팀은 남중국해에서 심해 다금속단괴 수집시스템의 500m 수심 테스트에 성공하였다. 이번 테스트에서 채광기의 해저 이동 및 해저 작업 등 39개 지술지표를 심사했고 최대 작업수심은 514m에 도달했다. 채광기의 최대 이동 속도는 초당 1.31m, 1회 연속 이동거리는 2,881m다. 그리고 예정된 S형 및 ☆형 경로에 따른 작업을 자율적으로 제어했다. 중국은 상기 연구와 관련해 완전 자체지식재산권을 확보했다. 이번 500m 수심 테스트는 중국 심해 채광기술이 지상시험 단계에서 해상시험 단계에 진입하였음을 의미한다.

(6) 첫 중-프 해양위성 발사 성공

중-프 해양위성은 중국과 프랑스가 공동으로 개발한 해양관측위성으로서 중국이 제공한 신형 체제 회전빔부채꼴스캔산란계와 프랑스가 제공한 파장분산분광계(WDS)를 탑재했다. 쌍방은 각자 지상응용시스템을 구축해 응용·연구를 전개한다. 위성은 파랑 연합 관측을 통해 글로벌 해수면 파랑 스펙트럼, 해수면 풍장, 남북극 해빙 정보를 동시에 획득한다. 해당 위성은 2018년 10월 29일에 주취안위성발사센터에서 성공적으로 발사되었다. 동 위성은 중국의 우주개발 역사상 처음으로 우주선진국과 공동으로 추진한 시스템 차원의 전과정 우주해양 협력 성과물이다. 중-프 해양위성은 최초로 글로벌 대면적 해풍/파랑 동시 연합 관측을 달성했고 풍장 제품의 공간해상도는 12.5km로 동일 유형 하중의 최고 수준에 도달했다. 동 위성은 글로벌 해양환경 모니터링, 재해 예방 및 감소, 기후변화 대응 등 분야에서 중요한 역할을 발휘할 전망이다.

(7) 대형 화재진압/수상구조 수륙양용기, 첫 수상비행 성공

2018년 10월 20일 오전 8시 51분, 대형 화재진압/수상구조 수륙양용기 쿤룽(鯤龍) AG600의 001번 비행기가 후베이 징먼(荊門)에 위치한 장허(漳河) 수상비행장에서 이륙해 9시 05분에 안전하게 착륙했다. AG600의 성공적 처녀비행은 중국이 자체 개발한 대형 수송기의 실전 배치, C919 대형 여객기의 첫 비행에 이어 중국항공산업이 자체혁신을 통해 거둔 또 하나의 주요 과기성과다. AG600은 삼림화재진압, 수상구조 등 다양한 특수임무 수행 능력을 보유할 뿐만 아니라 해양환경 모니터링, 자원 탐사, 바다섬 보급, 해상안전 보장 등 임무 수행의 수요도 충족시킨다. 동 모델 비행기의 성공적 처녀비행은 중국산 민간비행기 제품 공급 능력 및 수준 향상, 중국 응급구조체계 및 자연재해 방제체계용 항공장비 제조의 도약식 발전, “일대일로” 해상 항해안전 보장 및 비상지원 등에 중요한 의미가 있다.

(8) 중국 자체로 개발한 ROV와 HOV, 첫 합동 탐사에서 다수 성과 거둬

2018년 4월, 중국이 자체 개발한 “하이마(海馬)”호 원격무인잠수기(ROV)와 “선하이융스(深海勇士)”호 유인잠수기(HOV)가 남중국해 북부 대륙사면 서부의 “하이마 냉용수(Haima cold seep)”에 대한 합동 과학탐사를 수행해 다수 심해작업 신기록을 달성했다. 이는 중국 심해 종합 과학탐사 능력이 새 단계에 진입했음을 의미한다. 2대의 4,500m 작업급 잠수기는 각자 성능 우위를 발휘해 최초로 다수 해저메탄 분출구를 발견하고 메탄 암초 시추, 냉용수 특징생물 표본 수집, 분출구 유체 샘플 수집 및 원위치 실험을 수행했다. 해당 연구는 후속적인 해저 냉용수시스템 발달·진화 메커니즘, 천연가스하이드레이트 자원 및 생태환경 효과 등 연구 성과 도출을 위해 대량 샘플과 탐사 데이터를 제공했다. 이번 합동 과학탐사는 중국 심해과학 연구와 자체 개발 기술장비 응용의 상호 결합·촉진에서 비롯된 성과다.

(9) 첫 세계일주 해양 종합 과학탐사 완료

“샹양훙(向陽紅) 01” 과학탐사선은 263일 동안 38,600마일을 달려 인도양, 남대서양, 태평양을 가로지르는 중국 첫 세계일주 해양 종합 과학탐사를 성공리에 완성해 다수 획기적 성과를 거두었다. 해당 연구를 통해 인도양과 동남태평양에 위치한 희토류 퇴적물의 분포 범위 및 광화 법칙에 대한 인식을 심화했고, 대서양 열수 황화물의 분포 범위 및 법칙을 파악했다. 최초로 남극에서 해저 열수/냉용수 공존 현상을 발견했고, 사우스오크니제도에서 대피용 정박지를 새로 개척했으며, 최초로 남극 해역 해수에서 미세 플라스틱을 발견했고, 자원/환경/기후 삼위일체의 고도 융합을 달성했다. 뿐만 아니라 해양 비밀 탐구, 해저자원 탐사공간 확장, 글로벌 기후변화에서 해양의 작용 및 최신 세계적 해양환경 관심사 연구에 풍부한 자료를 남겼다.

(10) 중국 첫 해상 침매터널 프로젝트—강주아오대교 인공섬/해저터널 공사 완공

강주아오대교의 인공섬/해저터널 공사는 10만 제곱미터의 외해 인공섬 2개와 길이 6.7km의 심해저 침매터널을 포함하는 핵심 공사다. 해당 공사는 중국이 건설한 첫 외해 침매터널, 현재 세계 최대 규모의 도로 침매터널, 세계 유일의 심해저 침매터널이다. 2018년 10월 23일, 다리/섬/터널 종합체의 강주아오대교가 개통되었다. 7년간의 건설 과정에서 침매터널로서 최장, 최대 경간, 최대 매설깊이, 최대 부피 등 4개 세계기록을 경신했다. 또한 반강성 침매터널의 새 구조, 일체형 능동 지수(waterstop) 최종 연결 새 방안, 외해 침매터널 부설 등 다수 자체 지식재산권을 보유한 혁신기술을 개발했다. 강주아오대교 침매터널은 업계로부터 이전의 어떠한 침매터널 공사의 기술적 한계를 뛰어넘었다는 평가를 받았다.