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푸와의 과학올림픽, 금메달은 누구?

2008 베이징 올림픽
개최 장소 : 베이징 등 7개 도시
기간 : 2008년 8월 8일~24일(17일간)
메달 수 : 총 28개 종목 302개 금메달
참가국 수 : 205개국


푸와
중국어로‘복덩이’라는 뜻. 중국을 대표하는 네 가지 동물과 올림픽 성화를 상징.

 



불이 꺼진 베이징 올림픽 주경기장. 경기장의 밤 풍경을 보러 나왔지만 아직 올림픽이 시작되기 일주일 전이라 그런지 선수도 없고 관중도 없어 조용하다. 그런데 아무도 없는 경기장 한 구석에서 두런두런 이야기 소리가 들리네? 잘 보니 베이징 올림픽 마스코트인‘푸와’다.
“자, 앞으로 일주일 뒤 올림픽이 열리는데 그 전에 우리도 우리가 좋아하는 주제로 작은 올림픽을 한 번 열어 보는 게 어때? 이번 대회에 숨어 있는 과학과 기술 중 무엇이 가장 신기하고 재미있을지, 각자 생각해 온 것들을 이야기해 보는 거야. 가장 뛰어난 친구에게 금메달을 주기로 하자!”
푸와의 눈은 호기심으로 반짝반짝 빛나고 있다. 푸와는 구경하고 있는 나를 발견하고 는 누구인지는 묻지도 않고 대뜸 심판을 봐 달라고 부탁하는데…. 과연 다섯 명의 푸와 중 누가 금메달을 딸 수 있을지 이야기를 들어 볼까?


니니

디자인 : 제비
원소 : 공기
상징 : 순수함과 행운
특징 : 한자로 제비를 뜻하는‘연(燕)’은 베이징에 세워졌던 옛 나라의 이름.

기상 날씨도 바꾼다!
개막식 맑은 하늘의 비밀!


안녕! 내 이름은 니니. 하늘을 나는 새와 대기를 형상화한 마스코트야. 내가 뽑은 올림픽 최고의 과학은 깨끗한 공기와 맑은 날씨! 곧 열릴 개막식을 유심히 살펴봐. 비도 오지 않고 공기도 깨끗할 거야. 그런데 그게 왜 과학이냐고? 과학의 힘으로 날씨를 조절했거든. 사람이 날씨를 조절하다니 요술 같지?

하늘도 물청소!

중국의 별명이‘세계의 공장’이라는 사실을 아니? 전세계의 공장들이 앞다퉈 비용이 적게 드는 중국에 몰려 왔거든. 중국의 대기 오염이 심한 것은 당연한 일! 세계은행이 2005년 보고서에서 베이징을 세계 주요 도시 가운데 두 번째로 미세먼지 오염이 심한 도시로 꼽을 정도였어. 그러니 올림픽을 열기 위해서는 공기를 맑게 해야 할 필요가 있었지.
공기를 깨끗하게 만들기 위해 중국이 선택한 방법은 인공 강우! 마른 하늘에 비의 씨앗이 되는 물질을 뿌려 비를 내리게 하는 기술이야. 비를 내려 공기 중에 있는 먼지와 불순물을 씻어 내리는 거지. 하늘을 물청소 할 생각을 하다니 대단하지?
 

개막식 베이징 하늘은 맑음!

그런데 비의 씨앗을 뿌린다고 정말 비가 올까? 통계를 보면 맞는 것도 같아. 인공 강우 실험을 집중적으로 한 올해 6월에 베이징에 비가 온 날은 모두 14일로, 다른 해 6월 평균인 4.3일보다 열흘 가까이 많았거든. 비의 양도 50%나 늘었대. 물론 인공 강우 실험이 늘 비를 내리게 한다고는 할 수 없지만, 비 올확률을 높이는 건 분명한 사실인 셈이지.
인공 강우는 오염 물질만 없애는 것이 아니라 비구름도 함께 없애. 비를 불러오는 대기 중의 습기를 미리 비로 만들어 떨어지게 하기 때문이야. 개막식 당일 비가 올 확률을 확 낮춰 주겠지? 이제는 올림픽 개막일 일기예보를 보면서 비가 올까 봐 노심초사하지 않아도 돼.

파이팅! 코리아
박성현


2004년 아테네 올림픽 여자 양궁 2관왕. 이번 베이징 올림픽에서 대회 2연패에 도전한다. 이번에도 금메달을 따면 우리나라 여자 양궁은 개인전에서 7회 연속 우승을 기록하게 된다.

잉잉

디자인 : 산양
원소 : 흙
상징 : 활기
특징 : 티베트 고원에 사는 산양처럼 빨라서 육상이 특기.

기록 측정 1
세상에서 가장 빠른 눈!


흠! 하늘을 물청소했다니 멋지군. 하지만 달리기 선수인 나 잉잉은 올림픽의 정신인 ‘도전’ 과 관련된 과학이 최고라고 봐. 바로 기록 측정 기술! 미세한 차이로 승자가 결정되는 육상이나 수영 종목의 기록을 재려면 순간의 동작도 정확하게 잴 수 있는 측정 기술이 필수거든. 우리가 인간의 한계에 도전하는 가슴 벅찬 순간을 만끽할 수 있는 것도 다 이런 측정 기술 덕분이라구!

2000분의 1초까지 잡는다!

현재 세계에서 가장 빠른 사람인 자메이카의 우사인 볼트 선수의 100m 달리기 기록은 9초72. 지난 6월에 세운 세계 신기록이야. 육상 단거리 종목은 워낙 순식간에 우승자가 가려지고 기록도 비슷비슷하기 때문에 100분의 1초 단위까지 정확하게 잴 필요가 있단다. 100분의 1초 단위를 오차 없이 재려면 1000분의 1초라는 미세한 시간 단위까지 측정할 수 있어야 하지. 그럼 올림픽 종목에 사용되는 측정 기기의 정확도는? 무려 2000분의 1초까지 확인할 수 있어.
 


부정 출발은 안 돼!

결승 장면도 중요하지만 무엇보다 출발하는 순간이 공정하지 않으면 안 돼. 100분의 1초 차이로도 우승자가 가려지는데 누가 먼저 출발한다면 불공평하잖아? 그래서 육상 출발대에는 부정 출발을 방지하기 위한 센서가 달려 있어. 선수가 발판에서 발을 떼는 순간의 압력 변화를 감지하는 거지. 출발 신호가 울리기 전에 발을 떼게 되면 바로 부정 출발이야.
신호가 울린 뒤라도 신호 소리가 난 지 0.1초 이내에 출발한 것으로 측정되면 부정 출발로 간주해. 왜냐 하면 출발 신호를 듣고 두뇌가 명령을 내려다리 근육을 움직이는 데 최소 0.1초가 걸리기 때문이야. 0.1초보다 빨리 출발했다는 것은 신호를 듣기 전에 두뇌가 미리 근육을 움직이도록 명령을 했다는 뜻이야.
 
수영장 레인 끝에 있는 터치패드를 짚는 순간 다음 주자가 출발하는 연속 사진. 터치패드를 짚는 시간이 자동으로 측정된다. 구간별 개인 기록을 알 수 있게 해 준다.

환환

디자인 : 올림픽 성화
원소 : 불
상징 : 열정
특징 : 올림픽 정신을 대표하는 마스코트.

기록 측정 2
지구 끝까지도 추적할 수 있어!


이번 올림픽 마스코트 중 유일하게 동물이 아닌 캐릭터가 바로 나, 환환이야. 나는 넓은 구간에 걸쳐 이뤄지는 야외 경기에 숨은 기술이야말로 가장 뛰어나다고 생각해. 마라톤과 카누처럼 말야.
42.195㎞에 달하는 마라톤 구간과 3만 2000㎡에 이르는 호수경기장을 보면 심판이 수백 명 있어도 모자랄 것 같지 않아? 하지만 과학 덕분에 그렇게 많은 심판은 필요 없단다.

달리는 선수의 기록, 신발만 보면 다 알아!

올림픽의 꽃, 마라톤 경기. 하지만 심판은 곤욕을 치러야 할지도 몰라. 각국에서 온 수백 명의 선수가 한꺼번에 달리니 기록을 재기도 힘들고 누가 어떤 선수인지 파악하기도 어렵거든. 번호표를 달고 뛰긴 하지만 한 명 한 명 일일이 시간을 재서 기록하는 건 불가능하지 않겠어? 그럼 어떻게 할까?
비결은‘RFID 트랜스폰더’라고 부르는 작은 장치! 9g밖에 안 나가는 아주 작은 기계지만 무선 전자 신호를 발생시키기 때문에 추적이 가능하단다. 선수들은 이 트랜스폰더를 신발에 달고 뛰어. 5㎞, 10㎞, 이렇게 주요 구간 통과점의 도로 바닥에 감춰진 안테나가 트랜스폰더의 신호를 받아 기록장치로 보내는 거지. 선수마다 각기 고유한 신호를 내기 때문에 누가 언제 어떤 구간을 통과했는지 쉽게 알 수 있어.
 

세계에서 가장 큰 눈!

마라톤 중계를 보다 보면 선수 맨 앞에 자동차 한 대가 앞서서 따라가는 모습을 볼 수 있어. 거기에는‘위성항법장치(GPS)’가 있어서 1위를 하는 선수의 위치를 좌표로 측정해 대회 운영 본부로 보내 준단다. 위성항법장치는 호수에서 열리는 카누나 카약, 조정 경기에도 이용되고 있어. 물 위를 달리느라 누가 1위를 하는지 심판이나 관중이 다 몰라도 위성항법장치는 어떤 배가 어디를 통과했는지 족집게처럼 알아 내지.
 
카누와 카약, 조정 경기에 이용되는 배의 끝에 위성항법장치(GPS)가 설치돼 있다.

파이팅! 코리아
이 봉 주


올해 나이 38세의 국민 마라토너. 이번이 올림픽 마지막 출전이다. 각종 국제 대회에서 우승했지만 올림픽에서는 은메달이 최고 기록. 과연 금메달을 딸 수 있을까?

베이베이

디자인 : 물고기
원소 : 물
상징 : 번영
특징 : 물처럼 순수한 성격, 특기는 수영.

경기장
땅 위에 솟은 물방울?
‘워터큐브’의 첨단 과학!


호호호~. ‘어린이과학동아’ 친구들 반가워. 내 이름은 베이베이. 푸른 빛깔에서 알 수 있듯 물과 물고기를 형상화했어. 고요한 표정이 물에서 피어오르는 안개처럼 신비롭지? 나는 수영 선수들이 푸른 물살을 가를 경기장인 국가수영센터’ 에 숨겨진 기술을 이번 올림픽의 최고 과학으로 꼽고 싶어. 물방울이 모여 있는 것처럼 생겨서 워터큐브’ 라고 불리는 이 경기장은 모양만 특이한 것이 아니란다. 어떤 비밀이 숨어 있는지 보여 줄게.

비누방울이 모여서 건물 벽을?

국가 수영센터의 벽과 천장은 물방울, 또는 거품 모양을 한 약 4000개의 조각으로 이뤄져 있어. 건물 안에는 기둥도 하나 없는데 어떻게 형태를 유지하고 있을까? 이 건물은 가볍고 튼튼한 알루미늄 압축소재로 만들어졌어. 또 천장과 벽에 가해지는 힘을 190가지로 분류해 일일이 구조를 설계했단다. 그래서 복잡하면서도 안정적인 비누방울 건물이 완성된 거야.
 
불소수지필름(ETFE)으로 만든 외벽. 이렇게 복잡한 거품 구조를 안정적으로 지지하기 위해 무게가 6500톤에 이르는 2만 2000개의 금속빔이 쓰였다.


태양열만으로 온도 조절 OK!

두 겹으로 된 외벽은 여름철에도 수영장 내부를 일정한 온도로 유지시켜 줘. 전기에너지를 30%나 적게 쓰면서도 쾌적한 온도로 조절해 준다니, 환경까지 생각한 최고의 과학은 바로 이 수영장이라구!

외벽의 구조

 
외벽은 벽과 벽 사이를 금속틀로 지지했다. 벽 사이의 공간으로 찬 외부 공기가 순환하며 여름철 온도를 낮춰 준다.



징징

디자인 : 판다
원소 : 나무
상징 : 긍정적인 사고방식
특징 : 중국의 상징이자
세계적인 희귀종.

경기복
더 빠르게, 더 가볍게!


와아! 드디어 내 차례야! 내 이름은 징징. 성격이 느긋하기로 소문난 판다지. 나는 힘이 아주 세서 역도와 같은 운동을 좋아한단다. 모든 운동이 다 그렇지만 이렇게 혼자서 기록을 다퉈야 하는 운동은 참 힘들고 위험해. 그러다 보니 내 몸을 안전하게 보호해 주고, 또 좋은 기록을 낼 수 있도록 도와 주는 운동복에 관심이 많아. 다른 기술이 아무리 훌륭하면 뭐해? 선수의 안전을 지키면서 실력을 발휘하게 해 주는 경기복과 장비가 없으면 다 소용 없다구.

경기 따라 특색 있게

올해 7월 11일 태릉 선수촌에서 역도 국가대표 장미란 선수는 용상과 인상종목을 합해서 320㎏이나 되는 무게를 번쩍 들어올렸어. 비공인 세계 신기록이지. 역도 선수가 이런 엄청난 무게를 견뎌 내려면 중심을 낮추고 자세도 안정시켜야 하겠지? 또 모든 무게가 쏠리는 발 부분을 보호하기 위해 신발도 특수한 것을 신어야 해. 그래서 역도 선수들이 신는 신발은 뒷굽이 나무로 돼 있단다. 무게를 견딜 때 미끄러지거나 흔들리면 안 되기 때문에 평평하고 단단한 재료가 필요하거든.
 
뒷굽이 나무로 된 역도화.


파이팅! 코리아
장미란


2005년 이후 세계선수권 대회를 3연패한 선수(오른쪽에서 두 번째). 아테네 올림픽 은메달리스트로 이번 올림픽에서 다시 금메달에 도전한다.
 
펜싱 선수는 경기 특성 상 발을 뻗는 동작이 많다. 따라서 펜싱화는 신발의 옆면과 아래가 부드럽게 연결돼 있다.

물도 미끄러지는 수영복!
물에서 속도를 겨루는 수영 선수는 몸과 물 사이의 마찰을 얼마나 줄일 수 있
는지가 아주 중요해. 예전에는 몸에 수영복을 적게 걸칠수록 수영복과 물이 일
으키는 마찰력이 작아져 유리했지만, 최근 나오는 수영복은 맨살보다 마찰력이
더 작단다. 특히 스포츠용품 회사인 스피도사에서 올해 개발한 수영복은 전세
계 수영 선수들에게 최고의 인기를 얻고 있어. 무게가 160g밖에 안 돼 아주
가벼운데다 이음매 부분도 매끄럽게 처리돼 입었을 때 마찰력이 눈에 띄게
줄어들거든. 속도와 마찰력을 연구하는 데에는 최고라고 할 수 있는 미국항
공우주국의 랭리연구소 바람터널실험실에서 이 수영복을 실험한 결과, 실제
로 물과의 마찰이 다른 수영복에 비해 23%나 줄어든다는 결과가 나왔어. 스
포츠가 과학이라는 말, 이제 실감하지?

파이팅! 코리아
박태환


우리나라에서 올림픽 수영 종목 첫 금메달을 기대하는 선수. 8월 9일 시작되는 400m 자유형을 비롯, 200m와 1500m 종목에 출전한다.

도핑테스트
검사하면 다 나와!


…여기까지 듣고 난 나는 잠시 생각할 시간을 달라고 했다. 기상, 기록 측정, 건축, 경기복과 신발까지, 너무 다양한 분야에서 첨단 과학 원리가 쏟아지니까 누가 금메달 감인지 쉽게 결정을 내릴 수 없었던 것이다. 하지만 결정했다. 이제 내 입만 쳐다보고 있는 푸와에게 결과를 발표해야겠지?
…후후훗, 하지만 원래 우승자 발표는 시간을 끄는 법! 그래서 나는 발표를 늦추고 대신 내가 생각하는 다른 올림픽의 첨단 기술을 소개하기로 했다. 바로 정정당당한 승부를 위한 금지 약물 검사다.

도핑 콘트롤 센터

최고의 선수들이 겨루는 올림픽에서 조금이라도 좋은 컨디션으로 실력을 발휘하는 것은 모든 선수의 희망이다. 하지만 그 마음이 지나쳐서 가끔은 정직하지 못한 방법으로 기록을 늘리려고 하는 경우가 있다. 그 대표적인 예가 금지 약물을 먹는 경우. 특히 호르몬의 성분인 스테로이드로 된 약은 종류도 많고 효과도 쉽게 볼 수 있어 자주 이용된다. 스테로이드 물질은 몸 안에 원래 있던 호르몬을 대신해 근육 형성을 촉진시키기 때문에 단기간에 기록을 향상시킬 수 있다. 하지만 약의 힘을 빌리는 것은 공정하지 못할 뿐 아니라 선수의 건강에도 해롭기 때문에 금지돼 있다. 도핑 콘트롤 센터에서는 이런 약을 복용한 선수를 가려 내기 위해 첨단 과학을 동원하고 있다.

금지 약물 검사는 선수의 소변과 피를 뽑아 긴 실험 장치에 넣고 여러 가지 물질과 반응시켜서 성분을 분석하는‘크로마토그래피’기법을 써서 이뤄진다. 도핑 콘트롤 센터에서는 이 검사를 포함해 여러 단계의 실험으로 150종이 넘는 금지 약물 중 하나라도 먹은 것이 있는지 하루 안에 알아 낼 수 있다.
 

푸와의 과학 올림픽, 과연 금메달은 누구?

밖에서 서서히 한여름의 태양이 떠오르고 있다. 이제 곧 사람들이 몰려오겠지? 사람들 눈에 띄기 전에 어서 결과를 발표해야겠다. 그런데…, 푸와는 시상대를 만들고 메달을 준비하느라 분주하다. 금메달이 그렇게 받고 싶었던 거야? 너무 열중하고 있어서 도대체 결과를 발표할 수 없잖아? 할 수 없지. 발표는 뒤로 미뤄야겠다. 그리고 날이 완전히 밝기 전에 먼저 올림픽 기념관으로 돌아가야지. 내가 이렇게 움직이며 돌아다니는 걸 알면 사람들이 놀랄지도 모르니까….
잠깐, 그런데 나는 도대체 누구냐고? 글쎄, 누구일지 한 번 맞혀 봐. 이 기사에 나온 그림자를 잘 보라구. 살짝 힌트를 주자면 푸와의 대선배라고나 할까. 그럼 친구들, 이번 기사를 잘 음미하면서 푸와 중 누가 금메달감인지 생각해봐. 그리고 곧 열릴 올림픽도 신나게 즐겨 보자구!
 

2008년 15호 어린이과학동아 정보

  • 윤신영 기자
  • 도움

    최규정 전문체육연구실장
  • 진행

    박현정
  • 진행

    이응석

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