물리학자는 타이탄의 "재앙적인 내파"가 어떻게 발생했는지 설명합니다.

By Northeastern University2023년 7월 3일

잠수정 '타이탄'은 극심한 수압으로 인해 치명적인 파열을 겪었고, 탑승자 5명이 모두 사망한 것으로 추정됩니다. 이 고장은 선박 선체의 실험적 설계로 인해 발생한 것으로 추정됩니다. 선체는 주로 전통적인 재료 대신 내구성이 낮고 이해도가 낮은 탄소 섬유로 만들어졌습니다. (작가의 잠수함 폭발 개념.)

미국 해안경비대에 따르면 최근 세계의 주목을 받은 잠수정 '타이탄'이 '재앙적인 파열'을 겪었다고 한다. 당국은 비극적인 결과는 탑승자 5명이 폭발 중에 사망한 것으로 추정된다는 것이라고 밝혔다.

그러한 폭발은 어떻게 발생하며 타이탄의 승무원에게 어떤 영향을 미쳤을까요? Northeastern Global News는 관련된 물리학과 그에 따른 폭력적인 결과에 대한 기본 개요를 제공하기 위해 Northeastern 대학의 저명한 물리학 교수인 Arun Bansil에게 연락했습니다.

간략한 대화는 명확성을 위해 편집되었습니다.

잠수함이 '폭파'했다는 것은 무엇을 의미합니까? 잠수정이 파열되는 원인은 무엇입니까? 폭발과 어떻게 다른가요?

간단히 말해서, 파열은 폭발의 반대입니다. 폭발에서는 힘이 바깥쪽으로 작용하지만, 파열에서는 힘이 안쪽으로 작용합니다. 잠수정이 바다 깊은 곳에 있을 때 수압으로 인해 표면에 힘이 가해집니다. 이 힘이 선체가 견딜 수 있는 힘보다 커지면 선박은 격렬하게 파열됩니다.

잠수함 수색을 감독하는 관리들은 선박에서 잔해가 발견된 것은 '재앙적인 폭발'과 일치한다고 말했습니다. 이 사건은 다섯 명의 입주자들에게 어떤 의미였을까?

폭발과 같은 내파는 매우 폭력적입니다. 엄청난 외부압력에 선체가 부서지면서 많은 양의 에너지가 방출되고 탑승자 5명은 즉사할 뻔했다. 거주자들은 고통을 경험하지 못했을 것이고 무엇이 그들을 때렸는지도 깨닫지 못했을 것입니다.

가능하다면 잠수함이 어떻게 그렇게 압도적인 깊이를 탐색할 수 있는지에 대한 엔지니어링과 타이탄이 아마도 그렇게 할 수 없었던 이유를 간략하게 설명해 주실 수 있습니까?

핵심은 선체를 부수려는 외부의 큰 수압으로부터 선박을 보호하는 선체 설계다. 기존 기술의 대부분은 강철, 티타늄, 알루미늄을 기반으로 합니다. 극심한 응력 하에서 이러한 재료의 성능은 잘 알려져 있습니다.

그러나 타이탄의 선체는 실험적인 디자인을 가지고 있었습니다. 타이탄은 티타늄이나 강철보다 가볍다는 장점이 있는 탄소섬유를 주로 사용했기 때문에 타이탄은 승객을 위한 더 많은 공간을 확보할 수 있었습니다. 그러나 심해 응용 분야에 사용되는 탄소 섬유의 특성은 잘 알려져 있지 않습니다. 갑자기 깨지거나 깨질 수 있습니다.

또한, 타이탄은 이전에 몇 차례 심해 잠수를 하러 갔었는데, 이로 인해 선체가 피로해져서 선체가 치명적인 파손에 더욱 취약해졌을 것입니다.

더 읽기: 물리학자가 타이탄 잠수정의 탄소 섬유가 비효율적인 이유를 설명합니다.