항공교통관제(ATC)는 비행기, 헬리콥터 및 기타 항공기가 서로 가까이 접근하지 않도록 하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, FAA는 최근 비행기와 헬리콥터의 항로가 교차하는 구간에 대해 더 엄격한 항공교통관제를 명령했습니다. 항공기가 서로 가까이 비행해야 하는 상황에서 ATC는 강력한 레이더 시스템을 활용하여 조종사에게 지시를 내립니다. 육지 위를 비행할 때는 이 모든 것이 잘 작동하지만, 비행이 바다를 건너는 경우에는 어떻게 될까요? 레이더 범위는 약 250해리 이후에 끊어집니다. 그 이후에는 스스로 해결해야 합니다. 레이더가 닿지 않는 곳에서 교통을 관리하기 위해 항공 당국은 엄격하게 정의된 진입 지점, 시각 및 속도를 통해 항공기가 일종의 레일 위를 달리는 듯한 비행 경로를 설정할 수 있는 시스템을 개발했습니다. 같은 역에서 같은 선로를 같은 속도로 서로 다른 시간에 출발하는 기차를 상상해 보세요. 하지만 이것은 하늘에서의 일이며, 아주 사소한 실수조차도 큰 문제로 이어질 수 있습니다.
물론 가장 큰 우려는 두 비행기가 서로 충돌하는 것입니다. 이를 방지하기 위해 비행기는 유럽-북미 또는 최근에는 북미-아시아와 같이 혼잡한 항로에서 대양 횡단을 위한 특별 허가를 받아야 합니다. 이는 레이더 접촉이 끊기기 약 40분 전에 공중에서 이루어집니다. 최소한 조종사는 대양 진입 지점의 정확한 위치, 그 지점에 도달할 정확한 시각, 그리고 비행 경로를 제공해야 합니다.
수학은 레이더가 닿지 않는 곳까지 갈 수 있다
일반적으로 ATC는 허가 요청에 대해 마하수 기법(Mach Number Technique)이라고 불리는 방법을 사용하여 지정된 속도로 응답합니다. 비행기는 레이더 접촉이 끊어진 전체 시간 동안 이 지정된 속도(예: 마하 0.8 정도)로 비행해야 합니다. 이렇게 하면 비행기가 능동적으로 추적되지 않더라도 그 위치를 계산할 수 있습니다. ATC는 이 정보를 사용하여 다른 항공기에 허가를 발급함으로써 충돌을 방지할 수 있습니다. 이것이 조종사가 대양 진입 지점에 정확한 시간에 도달해야 하는 이유입니다. 그 시각이 어긋나면 이후의 모든 계산도 어긋나게 되어 충돌로 이어질 수 있습니다.
그 속도를 유지하는 것은 생각보다 어렵습니다. 바람이 바뀌고 기압이 변합니다. 따라서 숫자를 입력하고 잠드는 것처럼 단순한 일이 아닙니다. 조종사는 속도가 정확한 숫자인지 확인하기 위해 주의 깊게 관찰해야 합니다. 사소한 편차라도 시간이 지나면서 누적되어 비행기가 계산된 위치에서 크게 벗어날 수 있습니다. 최악의 경우, 계산상으로는 서로 떨어져 있어야 할 두 비행기가 충돌할 수 있다는 것을 의미합니다.
공중 철도
앞서 언급했듯이, 교통량이 많은 지역에서는 항공 업계가 이를 단순화하기 위해 일종의 레일 위를 달리는 모델을 개발했습니다. 조직적 항로 시스템(OTS, 태평양의 경우 PACOTS)이라고 불리는 이 시스템은 비행기가 따라갈 수 있는 특정 비행 경로를 만듭니다. 이렇게 하면 ATC가 항공기를 종방향으로 분리(즉, 앞뒤로 충분한 공간을 확보)하기가 쉬워집니다. OTS 지점에서 정확한 경로로 진입하기만 하면 ATC가 안전한 속도를 알려줄 뿐입니다. 대기 조건과 바람이 변하기 때문에 이러한 비행 경로는 매일 다시 그려집니다.
그러나 OTS는 의무 사항이 아닙니다. 대서양 횡단 경로가 예를 들어 남아프리카와 같은 교통량이 적은 지역으로 이어질 수도 있습니다. 어떤 이유로든 OTS 경로를 사용하지 않기로 선택해도 괜찮지만, ATC가 더 정교한 계산을 해야 하므로 허가 절차가 조금 더 복잡해집니다.
어쩌면 하늘에 대한 답은 우주에 있을지도 모른다
이것은 매끄러운 시스템이지만 단점이 있습니다. 계산과 허가 절차는 이미 빠듯하게 운영되고 있는 항공교통관제사들에게 많은 추가 업무를 만들어냅니다. OTS를 사용하든 사용하지 않든 일단 비행 경로를 따라 대양 위에 진입하면 그 경로에서 벗어날 수 없습니다. 조종사는 연료 사용을 최적화하기 위해 속도를 줄이거나 늘리고 싶을 수 있지만, 지정된 마하 수로는 그렇게 할 수 없습니다. 비행 중에 새로운 마하 수를 받을 수는 있지만, 이는 완전히 새로운 허가를 요청해야 합니다. 그리고 물론 추적이 전혀 없다는 것은 말레이시아항공 370편의 실종과 같은 끔찍한 상황으로 이어질 수 있습니다.
대양 위 높은 하늘에 대한 답은 더 높은 곳에 있을지도 모릅니다. 점점 확대되는 위성 커버리지는 곧 비행기가 완전히 추적 범위를 벗어나지 않는 세상을 제공할 수 있습니다. 구체적으로, ADS-B 시스템(2025년 1월 추락 사고 이후 의회가 모든 육군 헬리콥터에 의무화하려는 것과 동일한 비행 추적 시스템)을 장착한 비행기는 이를 위성과 함께 사용할 수 있을 것입니다. 이것은 레이더와 완전히 같지는 않지만, 비행기의 위치를 매초 ATC에 업데이트할 수 있습니다. 꽤 훌륭합니다! 이것이 실현된다면 조종사는 육지 위에서처럼 대양 위에서도 ATC로부터 직접 지시를 받을 수 있게 되어, 자신의 판단에 따라 훨씬 자유롭게 비행할 수 있게 될 것입니다.
