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스타크래프트 과학공부 4탄
스타크래프트 속 투명기술

안녕하세요. 국가과학기술위원회 블로그 기자단 2기 최형일입니다.
오늘은 스타크래프트를 통해 이야기해보는 과학기술 제4탄을 들고왔습니다. 지금까지 전해드린 스타크래프트 과학공부 시리즈는 아래 하단의 링크를 통해 보실 수 있습니다. ^^

http://nstckorea.tistory.com/203 1탄, 마린의 스팀팩과 저글링의 아드레날글랜즈
http://nstckorea.tistory.com/469 2탄, 테란의 과학유닛, 사이언스 베슬(Science Vessel) 편
http://nstckorea.tistory.com/523 3탄, 스타크래프트 속 기적의 치료사들의 이야기

그럼, 오늘의 이야기를 시작해볼까요?
스타크래프트에는 첨단과학의 게임답게 스타크래프트 내에서는 투명기술이 많이 등장합니다. 대표적인 유닛이 바로 관측선, 암흑전사, 벤시, 모선, 유령 인데요. 이런 투명기술을 보유한 유닛들은 적들이 모르는 사이 기지에 엄청난 피해를 줄 수 있습니다. 과연 이것이 과학적으로 가능한 이야기인지 지금부터 살펴보겠습니다.

1. 암흑전사, 유령의 투명기술

암흑전사가 기지를 쑥대밭으로 만들고 있다


스타크래프트에서 전투를 하다보면 투명유닛의 위력은 실로 대단하다고 볼 수 있습니다. 프로토스를 한껏 밀어붙이며 전세를 주도하던 테란이 암흑전사의 기지 침투로 인해 전세가 역전되는 상황을 게임을 하시는 분들은 많이 경험해보았을 것입니다. 영화 ‘할로우맨’에서 보았듯이 투명인간은 단지 게임이나 영화의 SF적 환상만은 아닙니다. 충분히 과학적으로 가능할 수 있는 이야기지요.

@wHaTEvEr- / http://www.flickr.com/photos/whatever-/4857333630


투명인간은 동물의 은폐 기술에서 그 기원을 찾을 수 있는데요. 생태계에서 잘 알려진 은폐의 기술은 주위의 색깔에 자신을 비슷하게 함으로써 포식자로부터 자신을 보호하며, 동시에 먹잇감에 쉽게 접근할 수 있게 해줍니다. 대표적인 동물이 바로 ‘카멜레온’이죠. 또한 치타의 줄무늬 또한 먹이에게 자신이 눈에 띄지 않도록 도와주는 은폐의 기능을 합니다. 이러한 은폐 기술은 동물들이 살아가는데 매우 중요한데요, 군사작전에서도 위장크림을 바르며 군복을 입듯이 은폐는 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 하지만 무엇보다 신체가 투명상태가 된다면 이보다 더한 은폐는 없을 것입니다.

@lostintheredwoods / http://www.flickr.com/photos/meghannfinn/4948824591

우리는 빛을 흡수하거나 산란시키지 않고 그대로 투과시키는 물체를 ‘투명체’라고 합니다. 우리 주변에 있는 유리와 물을 보시면 어떤가요? 투명하죠? 이런 유리와 물을 바로 투명체라고 합니다. 단, 가시광선 내에서만 투명체라고 할 수 있습니다. 이 말은 즉, 빛의 종류에 따라 투명도가 결정된다고 볼 수 있는데요, 유리는 가시광선은 흡수하지 않고 그냥 통과시키지만 자외선은 흡수를 한다고 합니다. 만약 자외선만을 유리에 쪼여준다면 유리는 불투명하게 보인다고 하네요. 물 또한 마찬가지입니다. 이같은 투명체가 되기 위해서는 항상 주위의 매질과 밀도가 같아야 합니다.

@fox_kiyo / http://www.flickr.com/photos/s_fox/358189266


여기서 매질파동을 전달시키는 물질이나 공간을 말합니다. 예를 들어 우리가 소리를 지르면 소리는 파동을 일으키며 공기 중을 움직이겠죠? 여기서의 공기가 바로 매질이라고 생각하시면 됩니다. 또 우리가 물에 돌을 던졌을 때 퐁당! 하면서 물결과 같은 파동이 일어나는 것을 볼 수 있습니다. 이때의 물도 매질이라고 생각하시면 됩니다. 이렇듯 매질과 밀도가 같아야만 투명체가 될 수 있는데요. 그렇지 않으면 광선이 굴절되기 때문에 물체가 있음을 느낄 수 있습니다. 하여 물이 잔잔할 때는 투명하게 보이지만 만약 물에 힘을 가했을 때는 물의 밀도가 바뀌면서 공기의 밀도와 달라지게 되고 그로 인해 빛이 굴절되어 물의 움직임을 볼 수 있는 것입니다.


게임 내에서도 암흑기사나 관측선이 움직일 때 화면이 어른거리는 것은 바로 빛이 굴절되고 있기 때문에 나타나는 현상이라고 설명할 수 있습니다. 이런 빛의 굴절 현상은 자연현상에서도 많이 볼 수 있습니다. 뜨거운 아스팔트위에 아지랑이가 피어오르는 것도 빛의 굴절 현상이라고 볼 수 있습니다. 따라서 완벽한 투명체가 되기 위해서는 물이나 유리와 같이 단순히 광선을 통과시키는 것만으로는 부족하고 굴절률도 공기와 같아야 한다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 공기와 굴절률이 같이 위해서는 공기와 밀도가 같아야 하는데 이렇게 되면 우리 몸의 형태를 유지할 수 없기 때문에 곤란합니다. 그렇다면 자신의 몸을 투명한 물질로 바꾸는 방법외에는 투명하게 되는 방법이 없을까요?

투명복을 입고 침투하는 유령요원들


그래서 현대 과학자들이 개발한 것이 사방에서 오는 빛을 그대로 받아서 반대편에 보내주는 역할을 하는 디스플레이를 온 몸에 붙이는 방법입니다. 이러한 방법으로 일본의 도쿄 대학에서는 투명복을 만드는데 성공 하였다고 합니다. 이것은 옷에 스크린 역할을 하는 유리를 붙이고 여기에 뒤쪽의 화면을 투영시키는 원리를 이용한 것입니다. 하지만 이것은 투명인간을 목적으로 만든 것이 아니라 외과 수술 시에 투명장갑을 끼고 수술을 하면 손에 의해 가려지는 부분을 없애 수술하는데 도움을 주는 것과 같은 실용적인 측면을 고려하여 개발된 것입니다. 그렇기에 이 옷을 입고 투명인간인척 돌아다니다가는 큰 코 다치는 셈이죠.

또 하나 투명인간이 되면 문제점이 상대방도 나를 볼 수 없지만 나 또한 상대방을 볼 수 없습니다. 왜냐하면 우리는 물체를 보기 위해서는 빛이 망막의 상에 맺혀야 합니다. 하지만 모든 빛을 통과시키는 것이 투명인간이기 때문에 눈 또한 빛이 통과해 버리죠. 결국 망막에 상이 맺히지 않아 아무것도 볼 수 없게 되는 것입니다. 그렇기에 투명인간은 만든다 해도 매우 까다로우며 적외선 카메라 하나만 있으면 쉽게 발견이 되기 때문에 매우 비효율적이라고 할 수 있습니다. 개인적인 생각이지만, 그래서 많은 과학자들이 투명인간을 만들려고 하지 않는 것이라고 생각됩니다.

2. 벤시, 관측선의 스텔스 기술
벤시나 관측선은 투명인간이라기 보다는 적의 레이더에 걸리지 않는 스텔스 기술이라고 볼 수 있습니다. 스텔스 기술은 가시광선 영역에서도 최대한 감지되지 않아야 합니다. 아무리 레이더와 적외선을 피했다고 해도 광학적 조준에 의해 격추될 수도 있기 때문이죠. 스텔스 기술은 비행기와 레이더 간의 쫓고, 숨는 경쟁에서 탄생한 것입니다. 비행기는 레이더를 속이기 위한 기술로 채프(Chaff), 전파교란(Jamming), 스텔스(Stealth) 등이 있습니다. 레이더의 원리는 전파가 빛과 같이 직진하고 물체에 부딪히면 반사되는 성질을 이용한 것입니다. 전파도 빛도 모두 전자기파이며, 따라서 전파도 빛과 같이 직진, 반사, 굴절, 회절과 같은 성질을 지니고 있습니다. 이 원리를 알고 있기 때문에 위와 같은 레이더 교란전술이 나오게 된 것입니다.

첫 번째로 채프는 레이더를 혼란시키기 위해 금속조각을 뿌리는 것입니다. 전파를 최대한 잘 반사시키기 위해 알루미늄 호일을 파장의 2분의 1에 해당하게 잘라서 공중에 살포합니다. 이렇게 되면 레이더 환하고 넓게 물체가 감지되는 것으로 나타나기 때문에 어떤 비행기가 날아오는지 정확하게 알 수 없는 것이죠.

두 번째로 전파교란은 일종의 흉내내기 전술로 적의 레이더를 속이는 기술입니다. 즉, 적의 레이더에서 발사된 전파를 감지하면 그것과 비슷한 전파를 만들어 되돌려 보내면 적의 레이더 스코프에 진짜와 함께 가짜 영상이 뜨게 되는 것이죠.

@12me / http://www.flickr.com/photos/12me/7227778


세 번째로 스텔스는 바로 투명기술과 비슷합니다. 즉, 레이더의 전파가 비행기에 맞고 굴절되지 않고 그대로 통과하도록 하는 것입니다. 이를 위해 스텔스기는 겉 표면에 전파를 흡수 할 수 있도록 페라이트와 흑연성분으로 된 페인트를 사용한다고 합니다. 또한 일반 비행기와 다르게 스텔스기는 다면체의 형태를 취하고 있는데, 이것은 곡선이 있을 경우 곡선 어떤 특정 부분에서 반사된 전파가 레이더로 반송될 가능성이 있기 때문입니다. 심지어 스텔스기에 조여진 나사 하나만 잘못되도 레이더에 포착된다고 하니 스텔스 만드는 기술은 초정밀의 기술이 필요한 것이죠. 또한 적외선 추적도 피하기 위해 엔진에서 나가는 열기를 냉각기로 식혀서 내보내고 공기 흡입구 또한 위쪽으로 만들어 놓는다고 합니다.

정말 엄청난 과학의 힘이 아닌가 생각이 드네요. 정말 인간의 상상력이란 대단한 것 같습니다. 이렇게 게임 속의 상상력이 현실로 나타날 때 우리는 과학의 힘을 느끼게 됩니다. 한편으로는 이런 상상력이 스텔스 폭격기와 같은 전쟁무기로 만들어진다는 것을 생각하면 어쩌면 과학은 무엇보다 두려운 존재인지도 모른다는 생각이 드네요.

인간의 상상력이 과연 어디까지 뻗어나갈 수 있을지는 과학의 세계에 관심을 가지고 지켜보신다면 느끼실 수 있을 것입니다. 이상 스타크래프트 속의 투명과 스텔스기술에 대해 알아보았습니다. 물리학의 파동부분이 들어가 있기에 이해하는데 약간의 어려움이 있었을지도 모르겠지만 최대한 쉽게 설명해보려고 노력했습니다.^^
그럼 다음에 제가 전해드릴 첨단 과학 이야기도 기대해 주세요~     


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