우주에서 즐기는 에스프레소 : 컵 디자인의 혁명

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평소에 뚜껑이 없는 컵에 커피를 따라 쉽게 마시지만 이대로 우주에서 마신다면 위험할 수도 있다. 그러나 이제는 우주인들도 무중력 상태에서 평소처럼 커피를 즐길 수 있게 되었다. 바로 수학적으로 계산되어 새롭게 발명된 컵 덕분이다.

ISS의 140g 용량의 스페이스컵
스페이스 컵은 독특한 곡선과 코너를 가진 디자인으로 무중력 상태에서도 액체를 마실 수 있다.

우주상에서 적용되는 액체의 법칙은 지구상에서와는 다르다. 우주에서는 액체 한 방울이 신체 또는 기계의 손상을 일으킬 수 있기 때문에 모든 음식 또는 음료는 밀봉된 봉지로부터 공급 되어야 한다. 하지만 이제는  국제 우주 정거장으로 공급될 ‘스페이스 컵’으로 중력이 미세한 곳에서도 음료를 즐길 수 있게 되었다.

Portland State University 와 협력하고 있는 IRPI LLC의 연구진에 의해 개발된 ‘스페이스 컵’은 우주 정거장에서 곧 시험될 예정이다. 2015년 봄에 제공될 예정인 커스텀 Lavazza ISSPresso 머신 덕분에 커피가 가장 인기 있는 음료가 될 것으로 예상된다.

Lavazza에서 제작한 ISSPresso로 스페이스 컵에 금방 추출된 커피를 내리는 모습
Lavazza에서 제작한 ISSPresso로 스페이스 컵에 금방 추출된 커피를 내리는 모습

유체역학 전문가인 마크 웨이스로젤 (Mark Weislogel)과 돈 페팃 (Don Pettit) 이 합작해서 만든 스페이스 컵의 초안은 머그컵과 비슷한 디자인이었지만 반투명 재질의 튀어나온 주둥이에 곡선의 손잡이를 가진 디자인으로 변화하게 되었다.

나사(NASA)에서 20년 넘게 일해온 마크 웨이스로젤이 스페이스 컵 개발에 참여했다.
나사(NASA)에서 20년 넘게 일해온 마크 웨이스로젤이 스페이스 컵 개발에 참여했다.

폴리카보네이트 플라스틱으로 제작된 스페이스 컵은 Nalgene의 물병과 비슷한 느낌이 든다. 이전에는 우주에서 커피를 마시는 것 자체가 불가능했지만 ISSPresso의 개발로 드랍 타워 테스트에서 에스프레소가 주 실험 대상이 되었다.

드랍 타워 테스트를 해보는 사진. 드랍 타워 테스트에서는 우주에 가까운 중력 상태에서 액체가 어떻게 흐르는 지 실험해 볼 수 있다.
드랍 타워 테스트를 해보는 사진. 드랍 타워 테스트에서는 우주에 가까운 중력 상태에서 액체가 어떻게 흐르는 지 실험해 볼 수 있다.

이러한 컵의 디자인이 우주상에서도 가능한 이유에는 액체에 내재된 본능의 비밀이 숨어 있다.  액체의 습윤성, 즉 액체의 표면 장력이 감소하고 액체가 표면에 퍼지는 성질로 인하여 액체가 컵 내부에 있으려고 하는 것이다. 액체가 접촉각을 따라 이동하면서 입구를 향해 나오려는 것이다.

컵 앞쪽의 주름이 무중력 상태에서 액체가 주둥이로 흐를 수 있게 해준다.
컵 앞쪽의 주름이 무중력 상태에서 액체가 주둥이로 흐를 수 있게 해준다.

기관차가 연결되어 있는 자동차를 이끌듯이, 서로 붙어 있으려는 액체의 성질로 인하여 마시는 것이 가능한 것이다. 그렇지만 지구상에서 에스프레소를 마시는 것과는 같을 수는 없다.

“평소에 마신 것과 비슷한 느낌일거에요. 하지만 아니죠. 지구상에서 마시는 것과는 완전히 같을 수는 없지만 우주상에서 이 정도로 마실 수 있다는 것은 대단한 발전입니다.”

일반적인 중력의 상태에서는 리치한 크레마가 표면으로 올라가면서 복합적인 커피의 맛을 살려주고 커피의 향까지 즐길 수 있다. 반면 우주에서는 향이 퍼지지 않고 이산화탄소가 분리되지 않기 때문에 버블이 형성되지 않아 크레마 또한 생성되지 않는다. 스페이스 컵에서는 에스프레소가 벽면에 달라붙어 크레마가 더 잘 형성되게 하며 컵의 사이즈가 작아서 마시는 사람이 커피 가까이 입을 갖다 대기 때문에 아로마를 더 강하게 느끼게 된다.

스페이스 컵을 테스트 하고 있는 모습
스페이스 컵을 테스트 하고 있는 모습

실험에서는 커피 뿐만 아니라 물, 주스, 티, 밀크티, 코코아, 망고피치 스무디도 진행될 예정이다. 아마도 이탈리아 최초의 여성 우주인이자 현재 ISS에 탑승중인 사만다 크리스토포레티가 처음으로 우주에서 에스프레소를 맛 볼 것으로 보인다.

 

기사 원문보기 : http://baristamagazine.com/blog/espresso-outer-space-new-cup-design-makes-possible

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