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| 워프 나셀의 변천도[1] |
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Warp Nacelle
1. 개요
스타트렉 시리즈에서 등장하는 함선의 구성 요소.워프 항해를 하기 위해 필수적으로 장비해야 하는 워프 드라이브의 구성 요소이다. 갤럭시급처럼 짜리몽땅한 형태부터 엑셀시어급 같은 긴 막대 형태까지 다양한 형태[2]가 존재한다.
2. 기능
워프 코어에서 물질-반물질 혼합으로 막대한 플라즈마가 발생하면 이 플라즈마를 받아서 나셀 내부의 워프 코일을 충전, 에너지를 방출하여 워프장을 생성하는 것이 주 용도이며 그 외에도 입자 수집기를 이용해 일부 입자를 수집해 워프나셀에 보관하거나 반대로 방출할 수도 있다. 또한 워프 나셀의 플라즈마를 방출해 적 함선을 교란하거나 냉각수를 방출해 얼음을 생성해 적 센서를 교란시키는 용도로 제한적인 전술적 용도로 사용되기도 한다.3. 구조
행성연방을 비롯해 클링온, 로뮬란 등 여러 세력이 워프 나셀을 장착한 초광속 우주선을 쓰지만, 반드시 워프 나셀을 써야만 하는 것은 아니다. 초광속 항해에 필요한 아공간 전위장(Subspace Displacement Field)을 우주선을 둘러싼 형태로 발생시킬 수만 있으면 된다. 때문에 벌칸처럼 워프 나셀 없는 우주선을 만든 종족도 있으며, 지구인들도 한때 벌칸식 우주선을 만든 적이 있다. 허나 이런 우주선은 아공간 전위장 발생기가 우주선 선체를 둘러싼 고리형으로 배치되는 방식인데, 가장 중요한 장비가 가장 밖에 노출된 형태이므로 공격에 취약할 수밖에 없다는 단점이 있으며, 부피가 커서 함선의 무장이나 센서에 사각을 만들 수도 있고, 또 바형 나셀에 비해 나셀만 따로 교체한다던지 하는 수리나 유지보수가 더 번거로웠을거라는 추정도 있다.반면 워프 나셀은 상대적으로 크기가 작아 좀 더 안전하다. 여러 개의 나셀(대개 둘)들이 발생시키는 전위장이 서로 합쳐지며 우주선을 둘러싸므로 초광속 항행에도 문제가 없다. 때문에 대부분의 종족들이 독자적으로 도달한 이상적 형태가 우주선 좌우에 워프 나셀을 하나씩 배치하는 방식이었다. 드물게 나셀이 하나나 셋, 심지어 넷인 우주선도 있지만, 이는 특수한 경우다.
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| 소버린급의 워프 나셀 단면도 |
시리즈나 연도마다 나셀의 모양은 제각각이지만, 대부분의 내부 구조는 똑같다.
보통 앞에 푸른색이나, 붉은색이나 노란색, 혹은 주홍색으로 빛나는 입자 수집기(버사드 집전기)가 달려있다. 입자 수집기는 작은게 여러개 달리거나 큰 것이 하나 달리는 등 갯수는 함선마다 다양하며 대부분 폴리듀레나이드라는 투명한 커버로 보호되고 있다.
이 입자 수집기는 우주에서 항해 중에 소량의 원자나 분자 등을 수집하는 역할을 하며, 초창기 인류의 최초의 워프 항해선인 피닉스의 경우 컨스티튜션급과 비슷하게 커다란 것 1개가 장착되었으며 그 뒤로 23세기 초중반엔 2~3개를 커버를 씌우지 않고 사용되었고 그 뒤론 TMP 시대에선 내장, 이후 24세기에선 워프 나셀이 커지면서 커다란 것을 여러개 갖춤과 동시에 유선형으로 커버를 씌우게 된다.
이 입자 수집기 뒤론 플라즈마 주입기와 워프 코일이 직렬로 다량으로 들어가 있다. 그리고 그 코일을 샌드위치 감싸듯이 장갑으로 감싸고 있는데, 이렇게 장갑으로 감싸면 워프 효율이 떨어지기에[3] 워프 필드 그릴이라고 하여 워프 코일의 에너지와 워프장이 투과할 수 있는 부분이 있다. 이 부분이 나셀에서 푸른색으로 빛나는 부분이다.[4]
코일은 일반적으로 밀도가 높은 텅스텐-코발트-마그네슘을 둘러싼 주조 베르테륨으로 이루어졌다고 하며, 함선의 장거리 탐사나 임무가 끝나면 점검을 통하여 교체한다고 한다. 작중에서도 USS 보이저가 행성에 착륙해 이를 교체하는 장면을 보여주게 되며 비공식 설정의 경우 나셀 코일 수명이 다 되어 이를 교체해야 되는 함선이
그 뒤론 축외 필드 조절기라 하여 워프장을 조절하는 컨스티튜션급 기준으로 휜 구체처럼 생긴 장치가 장착되어 있다. 다만 외장되어 있는 컨스티튜션급과 다르게 일부 함선에선 생략되거나 위의 소버린급 나셀처럼 내장되어 있는 경우도 있다.
24세기 중반 이후의 일부 신형함들은 나셀이 대형화 되면서 기관실 요원이 들어가 유지보수와 모니터링 등을 할 수 있는 조그마한 나셀 관제실이 나셀 내부나 근처에 생겼는데, 항해 중엔 방사능과 플라즈마가 넘치는 곳이고 잘못하다 뼈도 못 추린 채로 분해되어 버리니 제한된 조건에서만 들어갈 수 있어 보인다.
그외에는 외부에 함선 기동성 증대를 위한 RCS 쓰러스터가 장착되어 있는 경우도 있으며 갤럭시급처럼 나셀 관제실에 출입하기 위한 도킹포트도 존재하는 경우도 있다.
대부분의 부품들이 시대가 지나도 공통되긴 하지만 사라진 부품도 있다. TOS와 DIS의 일부 함선, TMP 함선 한해서 워프나셀에 끄트머리 도살핀 같은게 달려있는것을 볼수가 있는데, 이는 인터쿨러라고 한다. 미란다급이나 컨스티튜션 II 등 많은 함선 나셀 끝에 붙어있는걸 볼 수가 있다. 쉽게 나셀 냉각용 열교환기라고 생각하면 되는데, TNG 시대에서 나셀의 냉각 효율이 올라갔는지 이때 나오는 함선들부터 사라지게 된다. 그러나 25세기 가서 다시 생겨나게 되는데, 두꺼웠던 기존보다 더 얇아 핀에 가까워졌으며, 이는 대기권 비행시 안정성 향상이나 양자 후류 드라이브 가동시에 안정성을 증대시키기 위함이라고 한다.
4. 장착 개수
워프 나셀의 장착 개수는 함선마다 다양하지만, 대부분의 함선들이 2개를 장착하는 이중 나셀 구조를 채택하고 있다. 살라딘급이나 USS 켈빈 같은 단일 나셀 함선부터 시작해 현재 가장 많은 개수를 지닌것은 5개의 나셀을 지닌 프로메테우스급이다. 워프 나셀을 많이 달수록 속도가 빨라지는건 아니지만, 각 나셀에 부담을 적게 주어 빠른 워프 속도를 장시간 유지할 수 있어 장거리 탐사에 적합하고, 한 나셀이 피탄되면 나머지 나셀로 워프 항해가 가능하며, 나셀의 여유 동력을 다른 시스템으로 돌려 강화시킬 수 있는 장점이 있다. 다만 나셀이 많은 함선은 그만큼 정비 요소가 늘어나 유지보수에 불리하고 건조 속도가 느려지게 된다.4.1. 단일 나셀
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| 단일 나셀 함선인 프리덤급 |
흔하지 않은 구성이다. 정비 요소가 적고 함선을 빠르게 생산할 수 있다는 장점이 있으며, 그 외에도 선체의 중심선 상에 나셀이 위치하기에 임펄스 항해 효율이 조금 높거나 대기권 비행시 안정성이 조금 좋다는 소소한 장점이 있다고 한다. 그러나 나셀이 피탄되면 워프 항해는 불가능해지며, 하나의 나셀에만 부하를 주는거라 워프 지속 시간이 짧아 탐사에 적합하지 않아 일부 함선에만 채택되었다. 심지어 단일 나셀을 채택한 함선들은 유지보수 문제나 엔진 파워가 딸려서 대부분 좋은 평가를 받지 못했다.
4.2. 이중 나셀
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| 이중 나셀 함선인 컨스티튜션급 |
가장 범용적이고도 유서 깊은 구성으로, 인류 최초 워프 함선인 피닉스부터가 이중 나셀이었으며 32세기에도 흔히 쓰이고 있다. 사실 워프 나셀이 한쪽이라도 피탄되면 워프 필드 균형 문제로 워프를 못하는 것은 마찬가지지만, 단일 나셀과 다르게 장시간 동안 워프할 수 있었기에 워프 항해 효율도 높으며 무엇보다 24세기 후반에는 기술의 발전으로 한쪽 나셀이 고장나도 남은 하나로 워프할 수 있게 되었고 유지보수하기도 적합한 형태였다. Star Trek: The Next Generation Technical Manual에 따르면 2269년에 실험을 통해 2개의 나셀을 지닌 함선이 단일이나 3개 이상 나셀을 지닌 함선보다 함선 제어와 발전에 최적화된 구성임을 입증했다고 명시했다.
4.3. 삼중 나셀
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| 삼중 나셀 함선인 나이아가라급 |
단일 나셀과 함께 흔하지 않은 구성으로, 사실 워프 필드 균형 문제로 삼중 나셀은 효율적이지 않았고, 24세기 초반에 가서야 기술 발달로 이 문제가 해결되어 채택이 늦은 편이다. 따라서 23세기 초중반에도 가끔 보이는 4중 나셀 함선과 달리 23세기 후반에서야 페더레이션급이 이러한 구성을 채택하였고, 24세기에 나이아가라급 또한 사용한다.[7]
4.4. 4중 나셀
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| 4중 나셀 함선인 컨스텔레이션급 |
삼중 나셀보단 많이 보이는 구성이다. 23세기에도 카나데스급이나 니미츠급, 컨스텔레이션급 같은 함선들이 이러한 형태를 채택하고 24세기를 지나 25세기에도 많은 함선이 채택했다. 나셀이 많은 만큼 심우주 탐사 같은 장거리 탐사에 적합하지만 정비요소가 많아졌기에 4개의 나셀을 단 함선들 대부분은 금방 구식화되었거나 퇴역 신세였으며, 25세기에도 4중 나셀 함선이 없는건 아니지만, 이중 나셀의 정비성에 밀려[8] 많이 채택되진 않는 것으로 보인다.
4.5. 5중 나셀
시험적인 함선에만 보였던 구성으로 유일하게 프로메테우스급이 알파 선체에 한개, 그리고 나머지 베타와 감마 선체에 각각 2개씩 채택하였다. 멀티 벡터 모드시 모든 선체가 워프 항해가 가능하게끔 한 조치로 보인다.[9]5. 위험성
워프 나셀은 함선에서 상당히 위험한 부분 중 하나이다. 방사능과 플라즈마가 넘쳐나니 기본적으로 나셀은 두터운 중장갑으로 보호되어 있으며, 잘못 맞으면 워프 코어 붕괴로 이어져 함선이 통째로 날아갈 위험이 있기 때문이다. 때문에 함선의 약점이라고 할 수 있는 부위라고도 할수 있다.이 문제로 유명했던 갤럭시급은 워프 나셀에 문제가 생기면 워프 코어까지 붕괴되거나 워프 코어를 사출해야 하는 심각한 상황이 종종 묘사되는데, 장거리 항해와 큰 규모 때문에 갤럭시급은 대형 워프 나셀과 대형 워프 코어를 장착할수 밖에 없었고, 워프 코어가 만들어내는 초 고에너지 플라즈마가 나셀로 공급되지 않고 문제가 생겨 역류하면서
그러나 일반적인 경우 USS 릴라이언트, USS 이쿼녹스, USS 세리토스, USS 엔터프라이즈(켈빈 타임라인) 등의 경우에서 보듯이 나셀이 피격되어도 워프 코어의 유폭까지 이어지는 경우는 상당히 드물다.
오히려 피탄시 플라즈마나 방사선이 샐 수 있는 위험성이 크다. 승무원에게 피해를 입힐 수도 있고, 심하면 장갑을 부식시킬 수도 있다. 추후에 수리를 위해 청소나 정화를 해야하니 여러모로 골치 아픈 일이다. 이럴 경우를 대비해 나셀은 워프 나셀 파이론을 통해 선체와 떨어져 장착되어 있다.
또 유폭되지 않더라도 워프 나셀이 피격된다면 필연적으로 워프 항해가 불가능해진다는 점도 있다. 물론 2개의 나셀 중 하나만 피탄되었을 경우 나머지 나셀로 워프 항해를 할 수 있지만, 이럴 경우 워프 항해 안정성과 속도가 크게 떨어지고, 나셀에 연결된 워프 코어에 무리가 가거나 고장났을 가능성도 있기에 선술했듯이 심하면 워프 코어 붕괴[11]가 일어나 함선 전체가 날아갈 수 있어, 어지간히 위급한게 아닌 이상 대부분의 경우 바로 항해를 중단하고 점검 및 수리조치[12][13]에 들어가게 된다.
때문에 이러한 단점을 보완하기 위해 나셀에 기본 장갑보다 더 두껍게 장갑을 두르기도 한다.[14] 또한 장갑 처리뿐만 아니라 아예 이 부근에 접근이 쉽지 않게 페이저 같은 자위 무장[15]을 달아놓기도 한다.
6. 나셀 파일론
워프 나셀과 기관부를 연결하고 지지해 주는 날개 형태의 구조물이다.[16] 내부에는 워프 코어 에너지를 워프 나셀로 보내는 플라즈마 도관과 워프 나셀을 유지보수하기 위한 인원이 오고가는 제프리스 튜브가 있다. 원래는 방사능이 넘치는 워프 나셀을 최대한 멀리 띄워놓기 위해 만들어진 것이며, 이는 22세기 인류 최초 워프항해선인 피닉스에서도 나셀 파이론을 장착하고 있고, 먼 미래의 25세기에도 유효한데, 나셀 피탄시에 나셀에서 나오는 방사능이나 플라즈마가 유출될수 있기 때문에 승무원들을 보호하기 위해서 대부분의 함선들이라면 짧더라도 나셀을 파이론에 얹는 형태를 유지하고 있다.이곳이 다른 부분에 비해 얇아 보여 약점시될 것 같지만, 기본적으로 중력권이나 대기권 항해시 나셀을 지지해야 하니 두껍고 튼튼하며, 플라즈마 도관 이외에 유폭할 만한 중요 장비도 없는 곳이여서 파괴되기가 쉽지 않은 부위이다.[17] 그마저도 최근 함선은 아에 델타익처럼 선체와 일체형이 되는 형태로 만들어 선체급으로 훨씬 두꺼워지는 편이다.
인트레피드급은 특이하게 이 부분이 움직이는 가변 나셀을 채택하고 있으며, 일부 25세기 함선들은 기동성 증대를 위해 이곳에 소형 임펄스 엔진을 줄처럼 장착한 임펄스 스트립을 장착하기도 한다.
31세기 경에는 프로그래밍 가능한 물질로 파일론 없이 아예 물리적으로 나셀을 분리하여 선체에서 일정 거리를 떨어뜨려 놈으로서 방사능 문제에서 자유로워지고 기동성과 항해 효율을 향상시키는 양상이 되며 없어지게 된다. 다만 피탄시 문제 때문인지 나셀을 일정거리 이상 떨어뜨려 놓는 형태는 유지하고 있다.
7. 기타
워프 나셀은 시스템 튜닝과 워프 코일의 재배치로 동력 대비 효율을 올릴 수 있다고 한다. 엔지니어들이나 기관장들은 이 효율을 올리기 위해 수 일을 매달리거나 하며 이에 성공하면 다른 함선 엔지니어들에게 자랑하거나 경쟁하기도 한다.선장 입장에선 같은 동력으로 더 빠른 속도를 내는 것은 물론, 그에 따른 여유 동력을 화력이나 보호막 등 여러 다른 시스템 동력에 돌릴 수 있으니 기관장을 크게 칭찬한다.[18]
[1]
위에서부터 켈빈형,
컨스티튜션급,
켈빈 타임라인 컨스티튜션급,
컨스티튜션 II급,
엑셀시어급 개장형,
앰배서더급,
갤럭시급,
소버린급이며 이 외에도 다양한 형태와 모양의 나셀들이 존재한다.
[2]
물론 바 형태인 건 예나 지금이나 같다.
[3]
대신에 워프 드라이브의 성능을 월등하게 올리면 장갑 증설에 의한 성능 저하를 만회할 수 있는 모양이다. 켈빈 타임라인의
USS 벤전스의 경우 나셀에 중장갑을 두르고 워프 필드 그릴 없이 앞과 뒤만 개방되어 있지만 섹션 31 버프를 받아 당시 가장 빠르던 컨스티튜션급(워프 8)의 3배의 속도를 낼 수 있었다.
[4]
엑셀시어급 같은 23세기 함선들은 이 부분이 빛나지 않았는데, 자세한 설정은 없지만, 코일을 좀 더 나셀 안쪽으로 장착하였거나 워프 필드 그릴을 두껍게 하여 피탄에 좀 강하게 한 것으로 추정되며, 나중에 24세기로 가면 빛나는걸 볼 수가 있는데 항해 효율을 올리기 위해 필드 그릴을 얇게 만들었다던지 개수한 것으로 보인다. 이는 블록 I과 블록 II 나셀로 분류가 된다.
[5]
의외로 이런 경우가 많은지 도미니온 전쟁 당시 노그 소위가 디파이언트에 쓸 중력안정기를 구하기 위해 여러 함선을 돌아다니며 각 함선들 끼리 부족한 부품들을 교환해가는 에피소드가 있었다.
[6]
현실에도
이런 경우가 대다수이며, 스타쉽 하나에 수만가지 부품이 이루어질 텐데 아무리 스타플릿이라 한들 함급류만해도 수십이 넘어가는 모든 함급의 부품의 재고를 항상 확보해 두기가 어려울것이다.
[7]
굳이 따지자면 로스급도 예외적으로 원반부에 고리형 워프 나셀, 기관부에 일반형 나셀 2기를 가져 삼중 나셀을 채택하였다고 볼 수 있다만 원반부의 나셀은 유사시에만 사용하는 것이기에 사실상 이중 나셀이다.
[8]
현실에서 여객기가 정비 요소와 연료 효율성 때문에 4발기가 거의 사라지고 기술의 발전으로 엔진 효율과 출력을 4발기만큼 높인 쌍발기의 인기가 높아진 것과 비슷한 것으로 보인다.
[9]
로스급과 마찬가지로 프로메테우스급도 평소에는 4개만 사용하므로 4중 나셀 함선이라 볼 수도 있다.
[10]
물론 이 점은 추후에 보완이 되었는지 갤럭시급 USS 오디세이는 젬하다 공격선과 교전하던 도중, 좌현 워프 나셀이 피탄되었음에도 워프 코어 붕괴로 이어지지 않았다.물론 이 이후 곧바로 젬하다 공격선의 기관부 충각으로 격침되었다.
[11]
현실에서도 배의 추진부인 프로펠러에 무언가가 들어가 긁히거나 파손되면 엔진 또한 무리가 가서 고장나거나 파손된다.
[12]
일례로 USS 엔터프라이즈의 경우 밀수꾼들을 쫒다 나셀이 피탄된 경우가 있었는데 이들을 급히 쫒아야 임무에도 불구하고 심지어 나셀에 외관적으로 큰 피해가 없었음에도 정밀 검사 및 수리에 들어갔었다.
[13]
스타플릿 선장 입장에선 당연하겠지만 아무리 급해도 임무를 위해 자신과 1,000여명의 승무원들의 목숨을 걸 이유는 없으니 당연한 조치다.
[14]
나셀에 장갑을 달지 않아서 항해 효율은 늘었지만 스치기만 해도 폭발하게 된 케이스가
오베르트급이다.
[15]
이곳에 장착되는 페이저들은 워프 나셀 여유 동력을 직접 가져오는거라 더 강력하다.
[16]
예외적으로 로스급은 원반부에 고리 형태로, 디파이언트급은 함체 바로 옆에 블렌디드 윙 바디처럼 매립된 형태로 장착되어 있다.
[17]
켈빈 타임라인 극장판 비욘드에선 크롤의 스웜십 떼에 순식간에 잘려나가긴 하지만 그건 그냥 스웜십의 형상과 강성이 관통에 최적화된 형태라 그런 것이고 그마저도 수십~수백 대가 일제히 한 곳을 때려박아 분리한 것이라 일반적인 피격과는 거리가 멀긴 하다.
[18]
물론 이에 엄격한 기준이 있는 선장도 있어서 일례로 젤리코 선장이 엔터프라이즈 지휘 당시 워프 나셀 효율이 만족스럽지 않다며 중대장은 너희들에게 매우 실망했다 라포지 기관장한테 말하는데, 이때 라포지가 난색을 표하는거 봐선 결코
쉬운 작업은 아닌 듯하다.