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Jul 14, 2023

우주에서 온 일상 기술: 패브릭 지붕용 유리섬유 섬유

2008년 3월 어느 금요일 밤, 대학 농구 경기를 관람하는 관중들.

2008년 3월 어느 금요일 밤, 애틀랜타에서 열린 대학 농구 경기의 관중들은 거대한 조지아 돔 경기장 내부의 점수판이 흔들리기 시작하는 것을 발견했습니다.

밖에서는 토네이도가 도시를 휩쓸고 있었고, 그 바람의 속도는 217km/h로 시내 대부분을 초토화했습니다. 그러나 조지아 돔은 비교적 온전한 대혼란을 헤쳐나갔고, 그 안에 있던 수천 명의 농구팬 중 누구도 다치지 않았습니다.

경기장 지붕은 그대로 유지되었지만 약간의 손상만 입었습니다. 지붕이 천으로 만들어졌기 때문에 겉으로는 놀라운 일이었습니다. 하지만 평범한 직물은 아닙니다. 원래 NASA 우주복을 위해 개발된 특수 유형의 가볍고 초강력 소재입니다.

한때 달 표면을 뛰어다니는 우주비행사를 보호했던 동일한 재료가 애틀랜타에서 사우디아라비아에 이르기까지 경기장, 공항 및 기타 구조물을 덮는 건축학적 필수 요소가 되었습니다. [투표: 21세기 최고의 우주 혁신가]

비극 속에서 기술의 발전이 온다

오늘날의 패브릭 지붕은 1967년 아폴로/토성 우주선의 발사대 테스트 중에 3명의 NASA 우주비행사가 사망한 아폴로 1호 화재에 뿌리를 두고 있습니다.

NASA 관계자는 이 비극으로 인해 NASA가 아폴로 모듈을 재설계하고 우주복을 더 튼튼하고 내화성 있게 만드는 방법을 찾게 됐다고 말했습니다. 그 결과, Owens-Corning Fiberglass와 DuPont라는 두 회사가 "베타 천"이라는 직물을 내놓았습니다.

베타 천은 초미세 유리 필라멘트를 직물로 엮은 다음 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 일반적으로 테플론으로 알려짐)이라는 물질로 코팅한 것입니다. 이 자료는 NASA의 요구 사항에 적합한 것으로 나타났습니다. 녹는점이 화씨 650도(섭씨 343도) 이상이어서 내구성이 뛰어나고 거의 불연성이었습니다.

NASA는 아폴로 달 임무와 스카이랩 프로그램을 위해 착용한 A7L 우주복에 새로운 직물을 통합했습니다. 우주국은 그 이후로 계속 나아갔습니다. 현재 우주복은 Gore-Tex, Kevlar 및 Nomex라는 소재를 혼합한 Ortho-Fabric을 사용하고 있지만 Beta 천은 직물 지붕이라는 또 다른 응용 분야에서 긴 수명을 찾았습니다.

저렴하고 튼튼하며 효율적인 지붕

Birdair Structures, Inc.라는 회사는 결국 튼튼하고 가벼운 새 직물 소재의 바람을 맞았습니다. Birdair는 직물 구조를 설계하고 설치하는 데 광범위한 경험을 갖고 있으며 Owens-Corning, DuPont 및 Chemical Fabrics Corporation과 팀을 이루어 베타 천의 수정된 버전을 고안하고 사용했습니다.

1973년 Birdair는 PTFE 섬유유리 기술을 기반으로 한 세계 최초의 영구 지붕 시스템(캘리포니아주 라베른에 있는 대학의 스포츠 단지)을 설계하고 건설했습니다.

런던의 밀레니엄 돔(Millenium Dome), 덴버 국제공항의 Jeppesen 터미널, 댈러스의 카우보이 스타디움(Cowboys Stadium)을 비롯한 많은 다른 구조물이 뒤따랐습니다. Birdair는 수년에 걸쳐 3천만 평방피트(280만 평방미터) 이상의 직물 지붕을 설치했다고 회사 관계자가 추산했습니다.

NASA 관계자에 따르면 이 소재는 튼튼하고 가벼우며 무게가 평방피트당 5온스 미만이기 때문에 매우 인기가 높습니다. 또한 직물 지붕은 기존 지붕보다 비용이 30~40% 저렴합니다. 그리고 지붕은 에너지 효율적이므로 열은 차단하면서 자연광은 들어오게 합니다.

따라서 전 세계 경기장에 있는 스포츠 팬과 공항 터미널을 터덜터덜 걷는 여행자는 40년 전 달 위를 걸었던 사람들을 올려다보며 약간의 유대감을 느낄 수 있습니다.

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Michael Wall은 Space.com의 수석 우주 작가이며 2010년에 팀에 합류했습니다. 그는 주로 외계 행성, 우주 비행 및 군사 우주를 다루지만 우주 예술 분야에도 손을 대고 있는 것으로 알려져 있습니다. 외계 생명체 탐색에 관한 그의 저서 "Out There"는 2018년 11월 13일에 출판되었습니다. Michael은 과학 작가가 되기 전에 파충류학자이자 야생생물학자로 일했습니다. 그는 박사 학위를 가지고 있습니다. 호주 시드니 대학교에서 진화생물학을 전공하고, 애리조나 대학교에서 학사 학위를, 캘리포니아 대학교 산타크루즈에서 과학 저술 석사 학위를 취득했습니다. 그의 최신 프로젝트가 무엇인지 알아보려면 Twitter에서 Michael을 팔로우하세요.