| RDA의 운용 장비 | ||
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<colbgcolor=#006aa6><colcolor=#ffffff> 성간 우주선 | ISV 벤처 스타, ISV 매니페스트 데스티니 |
| 우주왕복선 | 발키리Sec | |
| 건쉽 | 드래곤 어설트 쉽Sec, 스콜피온 건쉽Sec, 시와스프Sec/Cet | |
| 수송기 | 삼손Sec, 케스트럴 건쉽Sec | |
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| 잠수정 | 마코 서브Cet, 크랩 슈트Cet | |
| 강화복 / 외골격 | AMP 슈트Sec, 스켈 슈트Sec | |
| 차량 | JL-723Sec | |
| * 윗첨자Cet: RDA 포경작업부(RDA Cet-ops) 소속 장비 | }}}}}}}}} | |
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1. 개요
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| 판도라의 궤도를 선회하는 ISV 벤처 스타 |
아바타 시리즈에 등장하는 초거대 기업 RDA의 성간 우주선.
지구에서 출항하여 센타우루스자리 알파 성계의 행성 폴리페모스의 위성 판도라까지 가는 우주선이다. 캐피탈 스타급 이전의 성간 우주선은 언옵타늄으로 제조한 초전도체가 없었기 때문에 더 큰 방열기가 필요했고 현재 설계보다 4배 더 큰 함선이었다. 이런 이유로 항해 기간이 길었을 뿐 아니라 거대한 크기의 방열기를 장비했는데도 불구하고 유효 하중이 적었다. 총 12척의 성간 우주선이 판도라와 지구를 오가며 화물과 승무원을 수송하며, 그 중 9척은 ISV 벤처 스타와 같은 캐피탈 스타급 우주선이다. RDA가 얼마나 거대한 초거대기업인지 알 수 있는 예시다. 이 우주선은 외계 행성에 상업적, 과학적 전초기지를 세우기 위해 필요한 대량의 화물과 인간들을 실어나를 수 있도록 설계되었다. 이 우주선의 궁극적인 임무는 판도라의 토착 자원을 채굴하여 운송하는 것이다.
ISV 벤처 스타는 반물질을 이용한 일종의 쌍소멸 엔진, 레이저 세일[1] 두가지 방법으로 광속의 70%까지 가속할 수 있다. 보조 에너지/엔진으로는 핵융합 시스템을 이용. 플라즈마를 발산하는 3-4겹의 거대한 거울이 광속의 70%로 부딪히는 소립자 먼지로부터 배를 지켜준다. 도착까지 약 5-6년 정도 걸리는데 이 동안 운행에 꼭 필요한 인원들을 제외한 대부분의 승객들은 동면 상태에 들어간다.
대기권 돌입은 상정하지 않은 설계이며, 항성간 왕복을 위한 온갖 복잡하고 무거운 설비를 탑재한 이 우주선을 지표면에 착륙 및 이륙시키는 것은 무의미하므로 벤쳐 스타에서 판도라로 대기권 진입을 할 때에는 발키리 셔틀을 사용한다. 단, 전초기지 수준이었던 기지를 개척도시 수준으로 확장한 아바타: 물의 길에서는 초기 개척을 위한 막대한 양의 물자를 한 번에 수송하기 위해 벤처 스타급 우주선 몇 대를 지상에 직접 착륙시키는 무시무시한 연출로 지구의 압도적인 재침략을 알렸다.
2. 제원
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| ISV 벤처 스타 | |
| 공식 명칭 | 성간 우주선 벤처 스타 |
| 제작 | RDA 산하의 항공우주 컨소시엄 |
| 함급 | 캐피탈 스타 |
| 임무 | 승객 및 보급품, 장비를 싣고 지구에서 판도라로 출발하여 정련된 언옵테늄을 싣고 귀환 |
| 전장 | 1,646m |
| 전폭 | 330m |
| 전고 | 218.5m |
| 항해 거리 | 4.37 광년[2] |
| 순항 속도 | 초속 21만 km ( 광속의 70%: 0.7 c) |
| 최대 가속 | 1.5G |
| 화물 탑재량 | 350 미터톤[3] |
3. 역사
센타우루스자리 알파 항성계까지의 우주여행을 구상하던 엔지니어들에게 있어서 현재 사용하고 있는 통상적인 재래식 화학 로켓은 절망적일 정도로 부적당한 수단이었다. 태양계에 존재하는 어떠한 물질을 연료로 사용한 화학 로켓이라 하더라도 상대성 이론 효과를 체험할 수 있는 속도로 가속하는 것은 불가능했다. 그래서 엔지니어들은 화학 에너지 사용을 배제한 열핵 로켓 엔진과 플라스마 엔진 그리고 이들을 합친 혼합 엔진까지 모두 시도하였으나 결국 실패로 돌아갔다.[4]21세기 말, SF 마니아들 사이에서 ' 웜홀(Wormholes)' 혹은 ' 워프 드라이브(Warp Drives)' 또는 ' 초공간도약(Hyperspace Jump)'이라고 일컬어지는 우주 항해는 아직 어떠한 방법으로도 달성되지 않은 작금의 현실에서[5] 엔지니어들은 오히려 의학계가 이룩한 동면, 혹은 냉동 수면 기술에 의지하게 되었다.
이것이 21세기 말의 현실이었다. 해답을 찾던 엔지니어들의 눈에 잠재력을 가진 것은 바로 '쌍소멸 반응'이었다. 항성간 여행에 필요한 막대한 추진력을 끌어내기 위해서는 물질과 반물질이 서로 반응하여 소멸할 때 해방되는 막대한 에너지만이 알려진 유일한 해결책이었다.
처음 건조된 성간 우주선은 통상적인 극저온 초전도체를 이용하여 쌍소멸 반응을 조절했고, 이로 인해 거대한 부피를 차지하는 냉각기가 요구되었기 때문에 길이만 무려 4km를 넘는 우주선이었고 그 거대한 크기로 인해 적재량이 제한되어 효율성이 매우 떨어졌다. 이러한 상황 속 기적의 물질인 언옵타늄[6]이 행성 판도라에서 발견되면서 모든 문제를 일거에 해결하게 되었는데 이 신물질을 제어용으로 채택한 수송선은 4분의 1로 작게 만들 수 있으면서 화물은 몇 배나 더 싣게 되자 효율과 이익률이 비약적으로 증대되었다. 사실상 언옵타늄 자체가 벤처 스타와 같은 진정한 성간 항해를 가능하게 만들어주었다.
이 선박의 임무는 행성 판도라에서 가능한 한 많은 양의 자원을 캐내고 착취하여 그것을 지구로 가져오는 것이다. 사실, ISV의 운항에 필요한 막대한 경비는 오로지 인류 문명을 유지해나가기 위해 필수적인 에너지를 얻기 위한 자원 언옵타늄을 얻는 것으로 정당화될 수 있다.[7][8][9]
3.1. 작중 행적
3.1.1. 아바타
행성 판도라로 접근하여 판도라의 궤도권에서 제이크 설리가 탑승한 발키리 셔틀을 분리시키며 등장한다.영화 결말부에서는 패퇴한 RDA의 인간들을 태우고 지구로 귀환한다.
3.1.2. 아바타: 물의 길
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| 판도라의 궤도를 선회하는 ISV 빈디케이터 |
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| ISV 빈디케이터의 회전식 연구시설 |
아바타: 물의 길에선 ISV 매니페스트 데스티니와 ISV 빈디케이터를 포함해 총 10여척 이상의 캐피탈 스타급 우주선이 등장한다. ISV 빈디케이터(Vindicator)는 ISV 매니페스트 데스티니보다 1년 후에 판도라에 도착한 캐피탈 스타급으로, 조종실과 레이저 쉴드 사이에 판도라의 대기 환경을 조성해 놓은 회전식 연구 시설 포드 3개를 갖춰, 그곳에서 리컴비넌트 아바타들을 만들고, 수송할 수 있다. 작 중 마일스 쿼리치가 이 우주선에서 리컴비넌트 아바타로 다시 깨어나, 판도라에 도착하는 장면으로 등장한다.
4. 임무
ISV 벤처 스타는 행성 판도라의 궤도 위에서 짐을 부리기 위해 지구에서 가장 가까운 항성인 센타우루스자리 알파 항성계까지 4.37광년[10]이라는 아득히 먼 거리를 항해해야만 한다. 처음 출항할 때 벤처 스타는 1.5G로 5개월 반 동안 가속을 거듭하여 광속의 70%라는 속도에 이르게 된다. 벤쳐스타는 주 엔진과 광자 세일에 의지하여 이 같은 속도로 5.83년간 여행한 다음 목적지가 가까워지면 다시 5개월 반 동안 -1.5G로 천천히 감속 과정에 들어간다. 상대성 원리 때문에 이 정도의 여행을 하는 동안 지구에서는 6.75년의 세월이 흘러가지만 탑승한 승객들에게는 6년 미만의 시간이 걸리는 것으로 지각된다.|
가속 단계: 1.5G로 0.46년(약 170일, 즉 5개월 18일) 동안 가속하여 순항속도인 0.7c(초속 약 21만 km)에 도달. 순항 단계: 초속 21만 km의 순항속도로 5.83년(약 5년 10개월 3일) 동안 항해. 감속 단계: -1.5G로 0.46년 동안 감속하여 판도라 주회 궤도에 도달. 궤도비행 단계: 약 1년간 판도라를 선회하며 임무 수행. 귀환 단계: 출항할 때의 순서로 지구 궤도로 복귀. |
이리하여 왕복 항해과정에 소요되는 시간은 총 약 14년 6개월이다.
5. 항법
6. 통신
- 가속 및 감속 단계에서는 빔의 출력을 ±0.1%로 변조시킨 업링크로 고속 전송
- 거리에 따라 펄스 레이저의 출력과 폭을 변조시킨 업링크와 다운 링크를 병용
- 단거리에서는 VHF/UHF 전파 통신기를 이용해 지상과 통신
- 순항속도에서는 저속으로 전송되는 맥킨니(McKinney)식 약호를 이용
7. 구조
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| 각 부 명칭 |
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| 각 부의 역할 |
ISV 벤처 스타는 앞과 뒤의 구분이 없다고 봐도 무방하다. 어느 쪽이든 같은 속도로 항해하기 때문이다. 정확히는 항해 단계에 맞춰 앞과 뒤의 역할을 하는 부위가 바뀐다. 언제 어디가 앞 역할을 하는지는 영상과 하위 문단의 설명을 참고해보자.
벤처 스타의 구조는 병렬로 설치된 두 개의 엔진에 고정된 탄소나노튜브로 제작된 인장 트러스가 후방의 추진부와 화물실 그리고 승무원 모듈을 끌고 가는 형태로서 무중력 환경에서의 운용을 전제로 건조된 것이다. 그런고로 중력권 내에서는 형태를 유지하기 어려운데 그 이유는 기본적으로 우주 공간에서 만의 운용을 전제로 제작되어서 공기저항을 고려하지 않았기 때문이다. 다만 1.5G로 가속하는 힘을 이겨내도록 설계된 만큼 충분한 만큼의 역추진을 하면 지구 수준의 중력권에서 수직 이착륙이 가능한데, 이런 특성을 이용하여 물의 길에서는 아예 대기권에 직접 침투하는 착륙 모선으로 사용하기도 했다[11]. 이런 운용 예를 보았을 때 만약 ISV를 위한 스타십 OLIT 비슷한 시설이 작 중에도 존재한다면 지구 중력권 이착륙도 가능은 할 것이다. 다만 ISV 같은 거대한 우주선을 위한 OLIT를 운용하는 건 굉장히 비효율적이라 실제로는 그냥 궤도 주차하는 방식으로 운용된다. 현실에서도 기존의 전자기 추진방식보다 더 효율적인 원심력을 사용한 매스 드라이버가 상용화를 눈앞에 두고 있는 만큼, 비슷한 수단이 이미 상용화되고도 남았을 작중 시대에 굳이 이런 비효율을 고집할 이유가 없다. ISV 화물 대부분을 차지하는 연료 같은 급가속으로 파괴될 걱정이 없는 것들은 매스 드라이버로, 승무원과 민감한 소프트 화물은 SSTO인 발키리 셔틀을 쓰면 굉장히 저렴한 비용으로 선적, 하적이 가능하다. 판도라 침공작전은 ISV의 설계에 상정하지 못한 운용이라 봐야 한다.
7.1. 엔진, 추진제 탱크, 방열기
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벤처 스타는 행성 궤도 바깥에서는 두 개의 쌍소멸 엔진을 이용하는데 이 엔진들은 가지런히 배치되어 우주선을 끌고 간다. 이 엔진들은 ISV의 바깥쪽을 향해 몇 도 정도 기울어져 있는데 그 이유는 노즐에서 거세게 뿜어나오는 배기로부터 선체를 지키기 위해서이다. 엔진이 기울어져 있을 경우 엔진이 선체 방향과 평행하게 배치된 형태보다 근소하게 추진력이 낭비되고 효율이 낮아지지만 어떤 방호물로도 막을 수 없는 고온의 배기로부터 ISV를 보호할 수 있는 유일한 방법이다.
압력에 강한 구형으로 제작된 추진제 탱크는 단열구조로 만들어져 액상 보관되는 극저온의 중수소를 저장하고 방열기는 엔진 구역에서 복사되는 막대한 양의 폐열을 외부로 내보내는 역할을 한다. 가속이나 감속 단계에서 엔진을 점화할 때 이 방열 패널이 2주 동안이나 벌겋게 달아오르는 것을 볼 수 있다.
아래애서 설명할 벤처 스타의 엔진 구동 방식은 물리학적으로 불가능하다. 영화적 허용임을 알아두자.[12]
추진제 탱크에서 뽑아낸 중수소는 콘덴서(Condenser)를 거쳐 반물질인 반중수소(Anti-Hydrogen)로 바뀌어 반응로(Reactor)로 이동한다. 이때 반응로는 완벽한 진공 상태를 유지해야만 하는데 수소 입자 하나라도 남아있게 되면 이와 저절로 반응하는 반물질이 핵폭탄을 몇십 배나 능가하는 파괴력으로 폭발하는 파멸적인 결과를 초래하기 때문이다. 고밀도의 원자구름 상태로 운반되는 반물질은 반응로 내부와 닿지 않도록 절대 영도에 가깝게 냉각시켜 자기장 필드로 반응로 내벽과 이격시키는데 만일 내벽에 닿는다면 그 즉시 제어할 수 없는 쌍소멸 반응이 일어나 선체는 문자 그대로 증발해버리게 된다. 반응로 내부로 옮겨진 반중수소(반물질)와 정반대인 중수소(물질)가 합쳐지면 상호 간에 소멸하며 막대한 에너지를 발생시키는데 이 에너지는 핵융합의 수천에서 수만 배에 달한다. 이 때 발생한 광자의 흐름을 노즐로 유도하는 역할 또한 언옵테늄이 사용된 초강력 자기장 필드이다. 이렇게 노즐로 배기된 광자의 흐름은 질량은 전무하나 그 어마어마한 양으로 인해(광자의 운동량은 [math(p = \dfrac h{\lambda})]다.) 굉장한 운동량이 발생한다. 이 광자의 운동량이 발생할 때 운동량 보존으로 인해 선체가 그만큼 앞으로 나아가게 된다.
계산을 해 보면 물질 1kg과 반물질 1kg이 반응할 때 나오는 에너지는 [math(E = mc^2)] 공식에 의해 약 [math(1.8 \times 10^{17} {\rm J})]이다. 이 에너지가 광자의 운동 에너지로 전환될 경우 [math(E = \dfrac{hc}{\lambda})], [math(p = \dfrac h{\lambda})]에서 [math(p = \dfrac Ec)]이기 때문에 [math(p = \dfrac Ec = \dfrac{mc^2}c = mc)]이므로 약 [math(6.0 \times 10^8 {\rm kg m/s})]이다. 벤처 스타의 페이로드를 제외한 질량을 [math(M)]이라 하고, 페이로드의 질량을 [math(m = 3.5 \times 10^5 {\rm kg})]이라 한다면, 이 운동량으로 얻게 되는 속도 변화 [math(\Delta v)]는 [math(\dfrac p{m + M} {\rm m/s})]이 된다. 즉, 이 1 kg의 중수소와 1 kg의 반중수소로 저만큼 가속할 수 있다는 소리. 여기에서 벤처스타의 최대 속도는 광속의 70%이므로, 여기에서 반물질 엔진으로 감속하기 위해 드는 연료의 양은 [math(\dfrac{0.7c}{\Delta v} = 0.35(m + M) {\rm kg})]이다. 즉, 총질량의 35%는 중수소로, 35%는 반중수소(로 바뀔 중수소)로 채워 넣어야 감속 1번을 할 수 있다는 얘기. 총질량의 무려 70%가 연료여야 한다. 페이로드가 350톤이고 각종 기자재의 무게와 구조체 자체의 질량이 500톤밖에 안 된다고 해도 벤처 스타의 총질량은 무려 2,800톤에 육박하게 된다. 그리고 이 질량 전체가 지구 궤도에 올라가 있어야 하기 때문에, 결국 2800톤이나 되는 물건을 궤도까지 올리는 비용이 또 추가된다. 지구 저궤도에 있는 국제 우주 정거장이 대략 420톤쯤 되는 상황에 그야말로 SF적인 스케일이라 할 수 있다(실제 ISV 한 척의 운용비용은 엔간한 국가의 1년 예산에 맞먹는다). 더 정확히는 계산과정에서 고전적 운동량이 들어간 부분도 상대론적 운동량을 사용해야 하는데 이러면 광속의 70%는 이론적으로 외부에너지 공급 없이 자체 추진으로 도달 가능한 최대속도([math(c \over {\sqrt 2})])와 거의 같아 거의 모든 질량을 에너지로 써야하기 때문에 필요한 연료의 비중은 훨씬 더 올라가야한다. 감속만 고려해도 대략 전체 질량의 99%가 필요하고 가속시에는 비중이 더 커야한다.
상대론적 계산을 해보기 위해 우주선 만재 중량을 [math(M)] 이라 하고 공선 중량을 [math(m)]이라 하자. 우주선이 발생시키는 에너지를 모두 운동량으로 전환한다 가정하면, 질량 M인 모입자가 감마선(광자)와 질량 m인 자입자로 붕괴할 때, 질량 자입자의 속도를 구하는 문제로 볼 수 있다.우주선의 최종 운동량 [math(p=\gamma m\beta)]라 하면,[13]우주선의 초기 4-벡터는 [math((M,0,0,0))] 광자의 4-벡터는 [math((p,0,0,-p))], 연료를 다 비운 우주선의 4-벡터는 [math((\sqrt{m^2+p^2},0,0,p))]가 된다. 에너지-운동량 보존에 의해,[math(M=p+\sqrt{m^2+p^2})] 에서 [math(p=\dfrac{M^2-m^2}{2M}=\gamma m\beta)] 가 되며, [math(\gamma=\sqrt{\dfrac{1}{1-\beta^2}})]임을 이용하면 우주선의 속도 [math(\beta)]와 만재 중량비 m/M의 관계를 알 수 있다. 가속과 감속을 각각 0.7c 씩 해야 하니, [math(\beta=0.7)]로 두고 같은 계산을 반복하면 우주선의 초기 질량은 [math(m\left(\dfrac{M}{m}\right)^2=\dfrac{M^2}{m})]이 된다.
이러한 연유로 태양계에서는 가감속에 포톤세일을 사용하여 필요한 연료의 양을 한 번의 가속, 혹은 감속 분량으로 제한하여 최대한 운송 효율을 높인다[14]. 그럼에도 ISV 중량 대부분을 차지하는 건 결국 연료일 수밖에 없다.
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| 판도라 행성을 떠나는 ISV 벤처 스타 |
7.2. 인장 트러스
Tensile Truss|
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7.3. 화물 컨테이너
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Cargo Container
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발키리 셔틀 한 대는 화물 포드 2개와 100명의 승객을 운송하며 승객을 태우지 않을 때는 화물 포드 6개를 한 번에 운송한다. 셔틀에 화물 포드를 탑재하는 하역작업은 화물 구역에 부착된 대형 로봇팔(loader arm)로 수행한다.
7.3.1. 화물
ISV가 한 번의 항해에 운송할 수 있는 화물의 양은 350톤이다. 화물운송 편성은 배가 건조될 때부터 극미소한 나노 프로세서를 이용한 3중 입체-복제 백업에 의하여 다른 용도로 전용하는 것이 불가능하게 고안되어 있다. 이 배는 화물 외에 항상 2기의 발키리 착륙선을 함께 운반하며 동면 상태인 200명의 승객, 그리고 가끔은 양막 탱크에서 성장 중인 아바타들을 실을 때도 있다.지구로 귀환하는 벤처 스타는 보물선이나 다름없다. 잘 정련되어 킬로그램당 4,500만 달러를 호가하는 언옵테늄 광석 수백 톤이 주 화물이지만 행성 판도라에서 얻은 외계인 나비족들의 공예품이나 무기는 지구의 대부호들이나 수집가들에게 엄청난 고가로 팔려나가기 때문이다. 가끔은 벤처 스타 본체 어딘가에 분자 레벨로 판도라의 유기 혼합물이나 광물질이 묻어오는 경우도 있는데 이런 표본들은 과학적 용도로 연구되기 위해 조심스럽게 지구로 옮겨진다. 이렇게 수집되고 종합된 최신 정보는 테스트 되고 매각되어 대단히 큰 경제적 파급 효과를 낸다.
7.3.2. 지구에서 판도라행
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표준 제품 제조 시스템(Universal Object-Manufacturing System)
이 시스템은 크거나 복잡하고도 다양한 여러가지 물건들을 판도라에서 채집한 원석들이나 재료들로 3차원 가공하여 즉석에서 만들어낸다. 입체 복제 기술이 적용된 이 장비는 하나의 만능 공장으로, 지구에서 실어나르기 곤란한 대형 굴착장비나 그것에 소요되는 부품들을 제조해낼 뿐 아니라, 일상생활에서 필요한 거의 모든 것[17]을 내장된 데이터에서 디자인을 가져와 그대로 복제해낸다. 현지에서 개조된 제품의 데이터를 넣어주면 그것 역시 그대로 만들어 낼 수 있다.
단, 이 만능의 기계도 극미세 회로나 나노 프로세서 같은 초정밀 부품들은 제조가 곤란해 판도라에서 자체적으로 조달할 수 없다.[18] -
기본 데이터 모듈
매끈한 광석이나 크리스탈 큐브처럼 보이는 홀로그래픽 데이터로, 입방 센티미터당 100 페타바이트(Petabyte)[19]의 막대한 양의 정보를 반영구적으로 3중 저장할 수 있다. 여기에는 판도라에서 얻는 물품 목록 대상이나 수입 정보 같은 회계장부도 기록되어 있다. -
2기의
발키리
셔틀
지구로 귀환할 때는 판도라에 두고 온다. -
의약품과 기타 약품
이러한 약품들은 판도라에서 만들 수 없기 때문에 필수적인 보급품이다.
7.3.3. 판도라에서 지구행
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정제된 언옵타늄
ISV가 운항하는 궁극적인 목적으로, 모든 화물에 비해 최고 수준의 우선권을 가지며 화물칸을 전부 채우지 않으면 귀환이 허락되지 않는다. -
관측 데이터 및 표본
판도라에서 가져온 분자 레벨의 유기 화합물 시료들은 지구의 의학 발달에 큰 이익을 가져왔다. 여기서 얻어진 귀중한 정보들은 RDA 계열사에서 테스트되고 거액을 받고 팔려나간다. -
광물 표본
판도라의 채굴작업 중에는 지구에서는 보기 드문 귀금속이나 신원소가 채집되는 경우도 있다. -
토착민 나비족의 공예품이나 그들의 생활도구들
지구의 부유한 수집가들 사이에 외계 종족의 유물은 최고의 수집 대상이자, 부의 상징이다.
7.4. 발키리 TAV와 접근 터널
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Valkyrie TAV(Trans-Atmospheric Vehicles), Pressurized Tunnel
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7.5. 거주 구역
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Habitation Section
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7.5.1. 승무원
이 함선은 고도로 자동화되어 있으며, 방사선에 대한 내성이 있는 컴퓨터로 구성된 3중의 백업 시스템이 그것을 보좌하고 있지만, 비상시에는 모든 기능을 수동으로 조작하는 것도 가능하다. 탑승하는 승무원은 5명이 1개조를 이루어 모두 25명 / 5개 조로 편성되어 있는데, 이들은 모두 전문화된 다양한 훈련을 이수했다. 이들 5개 조는 서로 교대로 임무를 수행하며, 구체적으로는 1개 조는 한 번의 임무에서 14개월간 항해하고 나머지 4개 조는 긴 여행 동안 활기를 되찾거나 동면을 취하면서 생체 밸런스를 조절한다.[21]승무원들의 주 임무는 동력과 추진기관을 모니터링하고 생명 유지 장치를 조절하며 동면 중인 승객들을 돌보는 것이다. 인간이 ISV 벤처 스타를 운항하는 이유는 단 하나로, 제 아무리 우수한 자동화 시스템이라 하더라도 인간처럼 미묘하면서도 임기응변이 가능한 지적 존재는 없기 때문이다.
7.5.2. 승객
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어떤 승객에게 불행하게도(1% 미만의 확률이지만) 판도라에서 치료가 불가능한 의료적인 문제가 발생하면 동면캡슐 내에서 안락사 시키는데, 이 내용은 탑승 수속 이전에 본인이 동의 서명을 하는 계약서에 명기되어 있다.[23]
7.6. 조종실
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Cockpit
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7.7. 레이저 쉴드
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Laser Shield
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항해시 이 거울과 같은 방패는 100미터 간격을 두고 다층 복합적으로 전개된다. 첫 번째 쉴드 앞에 형성된 플라즈마 막에 부딪힌 미량의 티끌들은 곧바로 기화되어 사라지고, 두 번째 쉴드는 플라즈마 입자를 흩뿌리는 형식으로 전개되어 1번 쉴드를 통과하거나 파쇄되어 더욱 작아진 데브리를 분쇄한다. 세 번째 쉴드에서 대부분의 성간물질은 사라지며, 네 번째 쉴드는 만에 하나 남아있을 수도 있는 입자를 막아내는 역할을 한다. 광속의 70%라는 순항속도에 다다르면 이 쉴드들은 부착된 소형 스러스터를 써서 선수 수천마일 전방에서 전개되어, 다가오는 입자와의 조우를 감시하고 막아낸다. 즉, ISV에 부착된 상태로 운용되는 시설이 아니라, 일종의 드론이다. ISV 매니페스트 데스티니로 운용할 땐 판도라 착륙 단계에서 아예 분리하여 궤도에 대기시킨다(항해 시 입자 방어와 지구 귀환 시 감속에 필수적인 장비라 도로 회수했을 것이다).
8. 추진 기관
지구에서 판도라로 출발할 때 가속 단계에서는 광자 세일로 지구로부터 광자 빔을 받아 광속의 70%까지 서서히 가속하고 쌍소멸 엔진은 목표에 가까워져 감속단계에 접어들면 사용한다. 반대로 지구로 귀환할 때는 이 역순으로 쌍소멸 엔진으로 가속을 하며, 지구에 가까워졌을 시 지구에서 쏘아주는 광자 빔으로 감속한다. 궤도를 주회할 때는 재래식 핵융합 엔진을 사용한다.8.1. 광자 세일 1장
Photon(Laser) Sail
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진공과 무중력 상태에서만 펼쳐질 수 있는 광자 세일은 99.99999%의 빛을 반사하는 놀라운 효율을 가지고 있으며, 돛을 함선과 연결하여 지탱해주는 케이블 역시 같은 재료로 만들어져 추진용 빔의 직격에 순식간에 기화되어 버리는 것을 방지한다. 세일은 사용하지 않을 때는 분자 수준의 힌지라인을 따라 접히므로, ISV의 공간을 빼앗지 않고 매우 작은 부피에 수납될 수 있다.
ISV에 탑재된 작업선에 의해 자동으로 접히고 펴지는 광자 세일이지만, 만일 어떠한 이유로 이것이 제대로 접히거나 펴지지 않을 때는 2개 조의 승무원들이 동면에서 깨어나 작업을 도와야만 한다.
8.2. 중수소 화합물을 연료로 사용하는 쌍소멸 반응 엔진 2기
8.3. 행성 기동용 핵융합 엔진 1기
핵융합 반응에서 나온 열을 통해 수소기체를 가열시켜 추진한다.9. 잠재적 위험
캐피탈 스타급 함선은 방대하고도 다양한 기술의 집약체이기 때문에, 항성간 여행 중 승객이나 화물에 큰 피해를 주는 사고가 발생할 가능성을 배제할 수 없다. 상상하기 어려운 스피드로 여행하는 ISV는 모래알 크기의 데브리(debris)와 충돌하더라도 돌이킬 수 없는 피해를 입을 수 있다. 다행히 성간 공간은 거의 완벽히 비어있지만, 함선이 수명을 다하는 동안 이와 같은 참사는 언제든지 일어날 수 있다.이것을 막아주는 쉴드가 있다 하더라도, 또다른 위협은 광속의 7할의 속도로 부딪히는 감마선과 같은 우주 방사선이다. 이 극미소 입자에 인체가 지속적으로 노출되는 경우, 동면 중에 사망하는 확률 또한 존재한다. 물론, 선실은 다중으로 보호대책이 강구되어 있지만, 선내에 탑재된 생명유지 시스템은 냉동보존 중이거나 선내에서 활동하는 승무원들의 인체에 축적되는 방사선 레벨을 계속 감시하며 모니터링을 실시하다가 위험수위에 이르게 되면 자동으로 동면에서 깨운다.
[1]
지구궤도 → 판도라 궤도를 갈 때, 지구에서는 광자(레이저)를 쏘아주고 돛은 그 에너지를 받아 가속한다. 레이저의 강한 직진성을 이용해 솔라 세일보다 더 먼 거리에서도 더욱 집중된 에너지를 받아 강한 추진력을 얻을 수 있다.
[2]
지구와
판도라 간의 편도여행에 필요한 양만큼의
반물질
연료를 탑재하고 출발하여 판도라에 도착해 임무를 수행하는 동안,
발키리
셔틀을 이용해 판도라의 모성인 폴리페무스(Polyphemus)에서 채집한
중수소로 연료를 충전한 후 지구로 귀환한다. 이 때문에 항해에 반드시 필요한 인원 외에는 선내 활동이 허용되지 않으며
냉동수면 상태로 운반된다.
[3]
(메트릭 톤(metric ton), 1,000 킬로그램) (판도라에서 지구로 귀환시)
[4]
정확히는 무한정한 시간을 들인다면 불가능한 것은 아니었다.
[5]
다만
초광속 통신은 가능하다고 한다. 대신 비용이 엄청나게 들어가서 중요한 메세지만 전송된다.
[6]
천연의 상태에서 초전도 상태를 유지하는 상온 초전도체
[7]
이 함선 한 척을 운용하는데 드는 연간 경비는 웬만한 중소국가의 1년 예산을 훨씬 초과할 정도라고 한다. 예를 들어 판도라 궤도상에서 머무는 ISV 벤쳐 스타가 지구와 즉각적으로 통신하려면 시간당 3비트를 전송할 수 있고 1비트 당 무려 7,500달러의 비용이 든다.
[8]
이러한 이유 때문에 판도라에 파견된 인원들은 친족이 사망하는 등의 사고가 있더라도 소식을 통보받기 힘들고, 가족과 화상통화를 주고받는 것은 왕복 9년이 걸리는 전파 도달시간의 문제점도 있지만 비용상으로도 불가능하다. 물론, ISV 벤쳐 스타의 탑승자들은 이런 사내 규정에 동의하는 서명을 탑승수속을 밟으며 해야만 한다.
[9]
근데 현재도 한국의 웬만한 대기업들도 1년 매출과 수익이 웬만한 중소국가 1년 예산을 능가하는 걸 생각하면 그렇게 비싼 물건은 아닐 수도 있다. 오히려 다국적기업 연합체라고는 해도 저런 성간 우주선을 고작 그 정도 비용으로 감당이 가능할 정도로 만든 미래 기술력이 대단하다고 봐야할 것이다.
[10]
1광년을 km로 환산하면 9.46×10¹²km = 9,460,000,000,000 km(9조 4천 6백만 km)이므로 편도 거리만 41조 3천 4백만km로 천문학적으로 멀고도 먼 거리인 것이다.
[11]
물론 ISV 자체가 지상에 착륙하지는 않았고 슬링 로드(sling loads)를 이용하여 착륙 모듈만 내려놓고 도로 궤도로 올라갔다. 자세한 사항은
ISV 매니페스트 데스티니를 참조하자.
[12]
광자는 전하가 없기에 자기장으로 유도 할 수 없다. 만약 이걸 거울을 이용해 노즐로 유도한다고 해도 빛을 100% 반사하는 소재는 없다. 조금이라도 흡수하기만 하면 거울이 녹아버릴 것이다.
[13]
[math(\gamma)],[math(\beta)]는 각각 로렌츠 인자와 속도/광속
[14]
(지구)연료급유 -> (지구)포톤세일가속 -> (판도라)쌍소멸엔진감속 -> (판도라)연료급유 -> (판도라)쌍소멸엔진가속 -> (지구)포톤세일감속
[15]
아바타: 물의 길에서는 밤하늘에 새로운 별이 뜨는 것으로 착각할 만큼 밝아졌다. 운행 방식상 지구에선 시험가동이 아니고서야 볼 일이 없는 장관이다.
[16]
그러나 가/감속 단계에서 이 구조물은 고유한 진동을 일으켜 마치 물고기 꼬리처럼 흔들리는 경우도 있다.
[17]
심지어 가구나 가전제품, 의류, 무기 등
[18]
이 때문에 1편에서 드래곤 어설트 쉽 2호기는 초정밀 부품이 도착하지 않아서 완성하지 못했다.
[19]
1 페타바이트는 1000 테라바이트다.
SI 접두어 참고. 한편, 영화 제작 시 판도라의 자연 구현을 위해 필요한 CG 저장 용량으로 1 페타바이트가 필요했다고 한다. 영화 '타이타닉'에서 타이타닉 호의 침몰과 승객 수천 명을 구현하는 데 필요했던 용량의 약 500배라고 한다.
[20]
그 이유는, 거주성을 높이기 위함이기도 하지만, 항해시 일어날 수 있는 데브리(debris)와의 충돌과 우주 방사선 입자들을 막기 위해서이다.
[21]
이것은 얼핏 인력 낭비로 보일 수도 있으나, 과거 21세기 중엽에 있었던 우주 항해에서 경험적으로 1년 이상의 폐쇄된 곳에서의 장기간 임무는 심리적인 안정을 잃게 되기 때문에 필요로 하게 된 것이다. 현실에서도 함선 승조원과 우주비행사들은 1년 넘게 출항하여 임무를 수행하지 않는다. 시설, 멀미, 방사선, 기타 건강을 해치는 여러 요인과 심리적인 문제 때문에 정기적으로 다른 함 및 다른 비행사와 교체하고 육지로 돌아와 휴식을 취한다.
[22]
그 이유는 탑승 운임이 개개인이 지불하기에는 너무나도 비싸기 때문이다. 참고로, 아바타 오퍼레이터들의 임무 계약 기간은 6년, 용병들의 계약 기간은 5년인 것으로 보인다.
[23]
물론 이 방침에서 RDA의 간부급 임원들은 예외이다.
[24]
대략 비누거품 정도.
[25]
가장 두꺼운 곳이라야 분자 알갱이 몇 개 정도(!)에 불과하다.