d라이브러리

“아저씨, 우리가 획득한 아이템이 뭔데요? 대체 아까부터 뭘 그리 계속 적고 계신 거예요?”

눈을 뜬 수호가 아저씨의 혼잣말을 듣고 따져 묻자 아저씨는 손사래를 치며 말했어요. “

그런 거 아니야. 그저 아이템이 어떤 능력을 가졌는지 추측해 보고 있었던 거야.”

[스토리 따라잡기] 상어 떼가 나타났다?!

“흠…, 그래서요? 아저씨 생각에는 뭐일 것 같아요?”

“내 생각에는….”

수호와 아저씨가 실랑이를 벌이던 그때, 잔잔했던 파도가 다시 일행을 덮쳤어요. 갑자기 밀려오는
물에 채윤이와 수호는 정신을 잃고 말았어요. 눈을 떴을 땐….

“읍!”

눈을 뜬 곳은 바닷속이었어요. 채윤이가 본능적으로 허우적대자, 수호가 얼른 다가가 채윤이의 팔
을 살며시 잡았어요. 그러더니 여유 있게 헤엄치며 말을 했지요.

“잊었어? 여긴 게임 속이라고. 우리가 바다 깊이 들어왔나 봐. 저기 해저 케이블이 보여!”

수호의 말에 안심한 채윤이가 주위를 둘러보다 또 한번 소스라치게 놀라며 소리쳤어요.

“수호야! 지금 좋아할 때가 아니야. 저길 봐!”

수호가 고개를 돌리자, 상어 떼가 해저 케이블을 공격하고 있었어요. 채윤이의 목소리에 상어가 이
들의 존재를 눈치채곤 방향을 돌려 빠르게 다가왔지요.

“으아악! 어떡해. 이러다 상어 떼에게 잡아먹히겠어!”

그때, 채윤이가 무언가를 생각해 냈어요.

“우리가 얻은 그 아이템 말이야. 그걸 이용하면 지금 이 상황을 해결할 수 있을 지도 몰라.

피젯 스피너에 끼워서 한 번 돌려 보자!”

채윤이는 주머니에서 아이템을 꺼내 피젯 스피너에 끼웠어요. 그리고 피젯 스피너를 돌리자, 빛이 번쩍였어요!

[미션 카드] 해저 광케이블의 원리를 설명하라!

[통합과학 개념 이해하기] 전세계를 이어주는 해저 케이블

우리는 어떻게 전세계 사람들과 실시간으로 소식을 주고받을 수 있는 걸까요? 무선 통신 기술 덕분일까요? 사실 이를 담당하는 건 바로 나라와 나라 간에 설치된 케이블(전선), 즉 유선 통신 기술이에요. 특히 대륙과 대륙, 육지와 섬처럼 바다를 사이에 두고 떨어진 두 지역은 바다에 설치된 해저 케이블을 이용해 통신하지요.

현재 420개, 110만km 이상의 해저 케이블이 전세계를 거미줄처럼 연결하고 있어요. 바다를 건너는 인터넷 데이터의 약 99%가 해저 케이블로 전송된다고 알려져 있지요. 나머지 1%는 인공위성이 담당하고 있어요. 남극은 수온이 매우 낮아 아직 해저 케이블을 설치할 수 없어요. 그래서 인공위성을 이용해 통신한답니다.

세계 최초의 해저 케이블은 1850년 영국과 프랑스를 연결하기 위해 도버 해협에 설치됐어요. 당시엔 통신 신호를 전달하기 위해 전기가 잘 통하는 구리선을 사용했어요. 그리고 이 구리선을 절연용 고무와 납으로 두껍게 감쌌지요.

하지만 구리선을 따라 전송되던 통신 신호는 종종 먼 거리를 이동하는 중간에 케이블 밖으로 방출됐어요. 통신신호가 중간에 없어지니 장거리 전보나 전화 등이 자꾸 끊길 수밖에 없었지요. 또 케이블이 사람들의 실수로 잘리거나 물고기의 공격으로 고장 나는 일도 많았답니다.

이후 광섬유를 여러 가닥 묶은 광케이블이 개발됐어요. 광섬유는 빛을 이용해 통신 신호를 전달하는 물질로, 머리카락 굵기의 가느다란 유리로 이루어져 있어요. 이 유리에 특정 각도 이상의 빛을 비추면 빛이 밖으로 새어나가지 않고 광섬유 내부에서만 반사가 일어나요. 이를 ‘전반사’라고 하지요. 이 때문에 에너지 손실이 없어서 아무리 먼 곳이라도 신호를 빠르게 전달할 수 있어요. 광케이블의 두께는 69mm, 무게는 m당 10kg 정도예요. 바닷물에 젖지 않으면서 수압을 견딜 수 있도록 여러겹의 다른 물질로 둘러싸 보호하고 있지요. 또 배의 닻이나 어부들의 물고기 잡이, 해양 생물, 지진 등에 의해서 고장 날 수 있기 때문에 얕은 바다일수록 더 무겁고 두꺼운 케이블을 사용한답니다.

[통합과학 넓히기] 수천 km의 해저 케이블은 어떻게 설치할까?

올해 1월, 구글은 2019년까지 3개의 해저케이블을 새로 설치하겠다고 발표했어요. 이 중 칠레와 미국의 LA를 연결하는 길이 9978km의 케이블은 과학자인 마리 퀴리의 이름을 따 ‘퀴리’라는 이름이 붙었지요. 퀴리 케이블은 일반 기업이 설치하는 최초의 대륙 간 케이블이에요. 원래 해저 케이블은 각 나라의 통신 회사가 설치를 담당해 왔어요. 하지만 최근 동영상과 사진 등의 데이터양이 늘어나면서 이를 점점 더 빠른 속도로 전송하기 위해 구글과 마이크로소프트, 페이스북 등의 기업
들이 해저 케이블을 설치하는 데 힘을 쏟고 있지요.

그렇다면 해저 케이블은 어떻게 설치할까요? 우선 해저 케이블을 싣고 원하는 장소까지 운반할 수 있게 특별히 제작된 커다란 배가 필요해요. 이 배에는 수천km 이상의 케이블을 감을 수 있는 원형 탱크가 설치되어 있지요. 이렇게 배에 케이블을 싣는 작업만 몇 주가 걸리기도 한답니다.

그리고 나면 배는 케이블을 설치할 바다로 떠나요. 이때에도 케이블 설치를 도와 줄 여러 장비가 필요하지요. 먼저 GPS로 케이블을 놓을 정확한 위치를 찾아요. 그리고 배에서 바다로 케이블을 천천히 내려놓지요. 수심이 얕은 곳은 사람이 직접 잠수해 설치하거나 커다란 쟁기를 써요. 마치 밭을 가는 것처럼 쟁기가 바다 밑바닥을 파내며 케이블을 묻지요.

수심이 깊은 곳이나 바다 밑바닥이 단단할 경우에는 수중 로봇의 도움을 받아요. ‘원격 조종 수중 로봇(ROV)’이라고 불리는 이 로봇은 팔이 달려 있어서 케이블을 잡아 움직일 수 있을 뿐만 아니라 방해가 되는 바위도 옮길 수 있어요.

장애물을 제거하고 나면 물을 뿜어서 바다 밑바닥을 판 뒤 케이블을 설치하지요. 한 시간에 약 200m의 케이블을 설치할 수 있답니다.

원격 조종 수중 로봇은 케이블이 고장 났을 경우에도 큰 역할을 해요. 로봇이 전파를 이용해 끊어진 위치를 찾고, 고장 난 케이블을 잘라 배로 운반해요. 그러면 엔지니어들이 고장 난 부분을 수리해 케이블을 다시 바다로 내려 보낸답니다.

[스토리]

“헉! 이게 뭐야? 상어 떼가 멸치 떼로 변했어. 엄청 웃기다.”

수호가 멸치로 변한 상어 떼를 가리키며 킥킥 웃었어요.

“우리가 얻은 아이템이 아무래도 크기를 조절할 수 있는 능력을 가진 아이템인가 봐.”

채윤이가 말하자, 언제 나타났는지 뒤에서 아저씨의 목소리가 들렸어요.

“드디어 아이템의 정체를 알게 됐군! 이제 무엇이든 크기를 마음대로 조종할 수 있을 거야.”

수호가 신나서 피젯 스피너를 다시 돌렸어요.

“어엇!”

[개념 퀴즈] 

광섬유에 빛을 쏘면 전부 굴절이 일어난다. ( O , X )