자연에 이미 있었다

“부디 ··· 하늘의 날개 달린 생물들에게 물어보게나. 그것들이 자네에게 알려 줄 걸세. ··· 바로 여호와의 손이 이것을 행하였음을.”—욥 12:7-9.

새를 살펴보면 모든 것이 비행을 위해 설계된 것처럼 보입니다. 예를 들어 보겠습니다. 날개 깃털의 깃대는 비행 중에 새의 몸무게 전체를 지탱해야 합니다. 그런데 날개가 어떻게 그처럼 가벼우면서도 강할 수 있습니까? 깃대의 단면을 보면 그 이유를 알 수 있는데, 그것은 공학자들이 보통 폼 샌드위치 빔이라고 부르는 것과 구조가 비슷합니다. 깃대의 내부는 스펀지 같고 외부는 거칠거칠합니다. 공학자들이 깃대를 연구한 결과, 폼 샌드위치 빔을 항공기에 사용하게 되었습니다.

또한 새의 뼈가 설계된 것을 보면 경탄하지 않을 수 없습니다. 대부분의 뼈는 속이 비어 있으며, 일부는 내부 버팀대로 보강되기도 하는데, 그 버팀대의 형태를 전문 용어로 워런 거더라고 합니다. 흥미롭게도, 이와 유사한 구조가 우주 왕복선의 날개를 제작하는 데 사용되었습니다.

현대식 비행기의 조종사는 비행기의 균형을 유지하기 위해, 날개와 꼬리에 있는 몇 개의 보조 날개를 조절합니다. 하지만 새는 날개와 어깨에 있는 48개나 되는 근육을 사용해서 양 날개와 깃털 하나하나의 위치와 동작을 일 초에도 몇 번씩 변경합니다. 항공기 설계자들이 새의 공중 곡예비행술을 부러워하는 것도 당연합니다!

비행할 때, 특히 이륙할 때는 에너지 소모량이 많아집니다. 따라서 새에게는 강력한 고속 연소 “엔진”이 필요합니다. 새는 크기가 비슷한 포유류보다 심장 박동이 더 빠르며 대개 심장의 크기도 더 크고 힘이 있습니다. 또한 새의 폐는 포유류와 달리 한 방향으로만 공기가 흐르도록 설계되었기 때문에 더 효율적입니다.

그러면 새의 “엔진”은 얼마나 효율적입니까? 비행기의 효율성은 충분한 연료를 싣고 이륙할 수 있는지의 여부로 측정합니다. 보잉 747기가 10시간 동안의 비행을 위해 이륙할 경우, 연료가 중량의 3분의 1 정도를 차지합니다. 이와 비슷하게, 철에 따라 이동하는 지빠귀는 열 시간 동안 날면서 체중이 거의 절반으로 줄어듭니다. 흰허리뒷부리도요도 알래스카에서 뉴질랜드로 출발할 때 체중의 절반 남짓이 지방이지만, 놀랍게도 190시간(8일)가량 쉬지 않고 비행합니다. 그렇게 오래 비행할 수 있는 상업용 비행기는 없습니다.