간단한 자기소개 부탁합니다.

반갑습니다. 서울대학교 기계항공공학부 교수로 있는 김승조입니다. 3년 임기로 한국항공우주연구원(이후 항우연) 원장으로 나로호 3차 발사, 아리랑 3호 위성과 5호 위성 발사, 그리고 스마트무인기 등의 개발을 완료하고 최근 학과로 복귀했습니다. 저는 1973년에 서울대학교 항공공학과를 졸업한 후 국방과학연구소(ADD)에서 과학장교와 연구원으로 주로 미사일 등 비행체의 풍동실험을 담당하면서 6년간 연구원에 근무했습니다. 그 후 1979년에 오스틴 소재 텍사스 대학으로 진학하여 석, 박사학위를 마쳤으며 서울대학교 교수로 부임하였습니다. 서울대에서는 비행체의 안전성을 해석하는 연구를 했고 관련 프로그램 DIAMOND/IPSAP을 개발했고 병렬 알고리듬 개발을 위해 국내 최고속의 대형 병렬 클러스터 슈퍼컴퓨터도 개발한 적이 있습니다. 관련하여 미국 슈퍼컴학술대회에서 고든 벨 상(Gordon Bell Prize)을 받기도 했고요. 최근 10년간에는 새로운 수직이착륙 항공기 사이클로콥터를 개발하고 있습니다. 2008년에는 명예롭게도 제1회 서울대학교 학술상을 수상하기도 했습니다. 학회 활동으로는 한국항공우주학회 회장, 한국산업응용수학회(KSIAM)의 회장, 한국복합재료학회장 등을 역임했습니다.

전공을 항공우주공학으로 설정하신 것이 흥미로운데요, 그때 당시에 대한민국에서 항공우주공학이 매우 열악했을 텐데 전공을 선택하게 된 계기가 있을까요?

고등학교 때 수학이나 이과 과목에 대해서는 자신 있는 편이었습니다. 수학이 저의 약점이었던 외국어 점수를 메워주는 형편이었죠. 그런데 실제 대입에서는 전자공학과를 지원했는데 수학 과목에서 수열의 합 계산에서 실수를 해서 2지망으로 지원했던 항공우주학과에 입학했었죠. 그 당시 사회 분위기도 그러했고 저 자신도 대학 졸업 이후에 취직이 잘 되는 학과로 지원하는 것을 제1 목표로 생각하고 있었습니다. 그래서 전자공학과가 가장 인기 있는 학과라 지원했었는데, 수학과목에서의 정말 조그만 실수로 2지망인 항공공학과로 가게 되었고 결국 항공우주 분야가 제 평생직장이 되었지요. 현재에는 항공우주 분야를 선택한 것이 큰 행운이라는 생각이 듭니다. 그래서 학생 여러분들도 현재의 가능성들 때문에 학과 선택에 너무 민감해 하면서 전공이 적성이 안 맞는다든지 하는 고민을 하기보다는 주어진 상황에서 최선을 다하는 것이 이 변화무쌍하게 패러다임이 변하는 21세기를 살아가는 하나의 지혜가 아닐까 생각도 해 봅니다. 어찌 됐건, 오재성 기자의 말처럼 그때 당시에 대한민국에서 항공우주공학을 공부하는 것은 우리나라에서는 정말 전망이 잘 서질 않는 일이었지요. 아폴로 11호를 보고 우주공학을 꿈꾸었다는 분도 계시지만 저에게는 당시에는 별로 가슴에 와 닿지 않았어요. 미국과 같은 선진국의 일이지, 우리나라에게는 정말 머나먼 미래에도 가능하려나’라고 의심하고 있었습니다. 그런데 사람 일이라는 것이 어떻게 될지는 정말 아무도 모르는 것이, 대학생 시절부터 열정적으로 꿈을 불사르며 항공우주공학에 전념한 사람이 전혀 아니었던 제가 항공우주공학연구를 평생 전공 분야로 삼고 우주항공공학의 미래를 위해 고민하는 지금의 저로 변했기 때문입니다. 그래서 저는 지금도 주례를 서거나 조언을 할 입장이 되면 “너무 먼 미래를 불안감만 가지고 바라보려고 하기보다는 주어진 일에 온 힘을 다하며 현재에 정성을 쏟아라! 그리고 기다리면 예상치 못했던 좋은 미래가 열릴 수도 있을 것이다.”라고 말하곤 합니다.

한국항공우주연구원 원장으로 지내셨는데, 항우연에서 하는 일을 소개해주실 수 있나요.

항우연은 대한민국에서 항공기, 인공위성, 발사체 등의 항공우주 비행체를 개발하기 위한 계획을 세우고 국가 정책화합니다. 그리고 국가 개발사업화 되면 산업체, 학교와 더불어, 설계-개발을 하고 해당 개발 과제를 총지휘하게 됩니다. 산업체들이 이미 많은 일을 담당하고 있는 항공기 개발 분야에서는 체계개발보다는 핵심기술개발 위주로 업무가 이루어지고 있습니다만, 인공위성과 발사체 로켓의 경우는 현재로는 항우연이 중심이 되어 설계-개발이 진행되고 있습니다.

대부분의 출연 연구원들이 많은 수의 연구과제를 소규모로 길지 않은 기간에 수행하고 많은 결과물을 산출합니다만 항공우주결과물에 비해 스케일이 작아 상대적으로 국민의 관심이 적어 성패에 대한 스트레스가 적다고 볼 수가 있습니다. 그러나 항우연처럼 장기간에 걸쳐 몇 천억에서 조 단위의 개발비용을 들여 사업을 수행하게 되면 연구 개발 결과물에 대한 관심이 고조됩니다. 따라서 위성이나 발사체 발사 행사는 많은 언론의 관심을 받게되고 항시 전국민에게 중계될 정도라 연구를 책임진 사람들은 엄청난 압박감에 시달립니다. 그러나 성공할 때의 그 희열과 주위의 찬사는 그간의 많은 고통을 상쇄시켜 주어 다시 한번 그 일을 하게하는 매력이 있지요. 예를 들면, 항공기의 공개 시험비행, 인공위성과 발사체의 발사 행사 등의 경우 몇 10분 이내에 성공과 실패가 판가름 나게 돼 천당과 지옥을 짧은 시간에 오가는 셈이지요. 2,500억에서 3,500억 원까지도 개발비가 소요되는 위성 발사가 발사체 폭발로 실패하면 잠시간에 수천억이 날아가니 마음 편할 사람 없겠지요. 다행히 제가 원장으로 있을 때에는 나로호 3차 발사, 다목적 위성인 아리랑 3호(고해상도 광학 위성)와 아리랑 5호(고해상도 레이더 위성), 과학기술위성 3호로 총 네 번의 발사가 있었지만 모두 성공하였습니다.

아리랑 3호와 5호를 발사 성공하셨다고 했는데, 혹시 아리랑 4호는 없는 것인가요?

아리랑 4호로 계획되던 것이 개발비용을 줄이기 위해 아리랑 3호 본체와 같으면서 탑재 카메라만 다르게 개발하기로 결정되어 이름을 3A로 이름을 바꾸었습니다. 그 때 5호는 이미 개발이 진행되고 있어서 4호는 없는 것으로 되었지요. 근데 마치 과학자가 4를 기피하는 모양새가 되었습니다만! 아리랑 3호와 5호는 앞에서 말한 대로 제가 원장으로 있을 때 성공적으로 발사해 궤도에 올렸고, 아리랑 3A호는 이런저런 이유로 좀 늦어져 늦어진 관계로 내년 초에 발사 예정에 있습니다.

항우연 원장으로 지내시면서 보람찼던 일은 어떤 것이 있을까요.

앞에서도 언급했듯, 심한 부담 아래에서 총 네 번의 발사 실험을 성공적으로 마친 것도 다행스럽고 자랑스럽게 생각하지요. 덧붙여서 대한민국의 항공우주기술 개발과 관련하여 aerospace vision 2040 계획을 수립한 것을 가장 자랑스럽게 여기고 있습니다. 2011년 나로호 실패 이후 가라앉은 분위기 속에 3년 임기로 원장으로 선임되어 급선무가 연구원들의 사기진작이었습니다. 과거 실패와 다가온 발사 압박감에 짓눌리기만 할 게 아니라 앞으로 30년 장기 비전을 통해 연구원이 미래에 할 일을 제시함으로써 미래지향적인 연구원을 만드는 것이 중요했었습니다. 1년에 걸쳐 연구원들과 합심해서 만든 항우연의 비전은 2013년 말에는 대부분의 내용이 대한민국의 우주개발 중장기 로드맵으로 국가 우주위원회에서 확정되었습니다. 국가와 우주항공분야의 중요한 나갈 길을 제시했다는데 큰 보람을 느끼고 있습니다.

항공우주공학과에 계시면서 응용수학회에도 크게 이바지하셔서 이번 수학의 해 발표에도 참여하시고 포럼도 진행하셨는데요, 공학과 수학의 관계는 어떻다고 생각하시나요?

기본적으로 항공우주공학 분야는 아마 공학 전 분야 중에서도 수학의 뒷받침을 가장 많이 받는 부분이라고 생각합니다. 공기의 흐름을 모사하는 나비어 스톡스 방정식, 항공우주 거대구조물의 안전성을 위한 응력해석, 진동해석, 비행체의 운동을 제어하기 위한 각종 제어이론 등이 수학적인 방정식을 통해 구현되지요. 이들 방정식들은 대부분 수치해석적 기법을 통해 실제 비행체 설계에 활용하게 됩니다. 사실 이들 방정식의 결과들은 아폴로 로켓, 점보항공기 등의 설계에도 활용되었고 초기에는 컴퓨터의 발전을 가져오게 한 원동력이 바로 항공우주공학이었지요. 제 미국 지도교수인 J. Tinsley Oden 교수는 Applied Functional Analysis, Nonlinear optimization 분야 등에서 교과서까지도 쓰면서 말년에는 본인이 응용수학자로 불리는 것을 좋아할 정도였습니다. 이런 인연으로 한국으로 돌아와 항공항공우주공학과 교수를 하면서도 응용수학을 하시는 분들과 교유를 해왔고 어떻게 하다 보니 한국산업응용수학회 설립에 관여하게 되고 초대회장도 역임하게 되었지요.

국가 경쟁력 차원, 더 나아가서 국가의 생존 차원에서도 과학기술, 공학기술의 개발은 매우 중요한 사안입니다. 그리고 그에 근간이 되는 것이 수학입니다. 그렇기에 수학이 어느 면에서나 굉장히 중요하다는 것은 누구도 반박할 수 없는 사실입니다.

하지만, 수학이 모든 것을 아우르고 모든 것의 위에 있다는 일부 수학자의 생각은 위험할 수 있습니다. 이과 쪽을 나누면 크게는 수학, 과학, 공학으로 나눌 수 있습니다. 공학은 직접적으로 과학의 도움을 받을 수 있지만 과학의 뒷받침 없이도 기술적 진보가 이루어집니다. 현재에도 기적이라고 불리는 이집트 그리스 로마 시대의 건축기술, 우리나라의 고려청자 이조백자 기술 등에서 보듯이 과학의 배경 없이도 기술 진보는 일어날 수 있는 것이지요. 다시 말하면, 과학이 체계적으로 존재하지 않았을 때에도 기술과 기술자는 존재했었다는 것이지요. 마찬가지로 과학을 하는 사람도 수학의 뒷받침 없이도 훌륭한 과학적인 성취를 이룹니다. 나노과학이나 바이오 분야의 학문분야에서는 아직도 어려운 고등수학 없이도 연구를 수행하는 경우가 많습니다. 소위 제가 산수라고 즐거이 말하는 고등학교 수학만으로도 충분할 때가 많다는 것이지요.

또한, 현대의 수학은 그 분야가 너무 넓어지고 깊어져서 바로 옆 분야에서 연구하고 있는 사람들이 어떤 내용을 다루고 있는지 이해하기 어려울 정도로 다양해지고 있습니다. 그런데도 ‘증권도 수학으로 분석할 수 있다, 공학도 결국은 수학만 알면 된다.’라는 사고방식으로 단순 접근하여서는 나중에 후회하는 수학과 졸업생이 될 수 있다고 봅니다. 이 내용은 포럼에서도 제가 언급했습니다만, 수학, 과학, 공학 분야가 우리나라에서 더욱 발전하기 위해서는 각자가 각자의 분야에서 자존심을 세우는 일보다는 서로 융합하고 도움이 되고자 하는 것이 중요하다고 생각합니다.

교수님이 즐겨 하는 취미 생활은 무엇입니까?

몇몇 취미가 있습니다만 인터뷰 내용과 연관된 취미를 말하라면 컴퓨터로 다양한 계산을 해보는 겁니다. 컴퓨터 자체 하드웨어와 소프트웨어에도 관심이 많고요. 우리 연구실에는 수 백 대의 컴퓨터가 있는데 모두 조립 제품으로 우리가 하드웨어 업그레이드, 수선 등을 쉽게 할 수 있는 것들입니다. 저의 취미 때문에 좀 고생하는 학생들도 있지만, 하 하 하.

제가 사무실에서 쓰고 있는 이 앞의 컴퓨터는 코어를 6개나 가지고 있는데, 지금 제가 이 컴퓨터로 DIAMOND/IPSAP이라는 팩키지 소프트웨어를 이용해 구조물을 해석하는 것을 보여 주고 있습니다. 예를 들어, 비행기 날개를 고정한 상태에서 힘을 줬을 때 변형이 얼마나 되는지, 응력은 얼마로써 파손 위험은 없이 안전한지, 진동특성이 공진을 일으켜 부서지지 않을지 등을 계산할 수 있는 프로그램이지요. 이 소프트웨어는 지난 20여 년간 학생들과 함께 개발해온 범용 구조해석 프로그램으로, 힘 평형 지배방정식을 이산화하여 생긴 연립방정식을 우리가 개발한 고효율 병렬 솔버를 사용해 빠른 속도로 결과를 얻을 수 있습니다. DIAMOND는 해석을 위한 전후 처리용 GUI이고 IPSAP은 구조물의 힘 평형방정식을 풀 수 있는 미분 방정식 솔버이지요. 보시다시피, 현재 6개의 코어가 있는 컴퓨터에서 150만 개의 변수가 있는 연립방정식을 100% 가까운 병렬 계산이 되고 있는 것을 화면에서 확인할 수 있지요. 출력된 요약을 보시면 이번 계산에서는 초당 400억 회 이상의 수치 연산을 달성했다는 것을 알 수 있지요. 이런 프로그램의 개선과 이 프로그램을 이용하여 여러 계산 상황을 벤치마킹해 보는 것이 저의 또 하나 취미라고 할 수 있습니다.

지금까지 많은 일을 이루셨는데, 개인적인 목표가 남아 있다면요?

정년이 1년 남은 시점에서 정년 이후의 계획을 세워본 것이 있다면, 개발했던 소프트웨어를 대중화시키는 것입니다. NASA에서 개발을 시작한 NASTRAN등 이미 전세계적으로 구조물의 해석 분야에서 유명하게 쓰이는 소프트웨어들이 있지만 저희가 개발한 프로그램도 장점이 많으므로 이 프로그램의 효율성을 강조 부각하면서 많은 사람이 쓸 수 있도록 하고 싶습니다.

두 번째로는, 앞서 얘기한 저희가 개발한 수직 이착륙 비행기가 있습니다. 싸이클릭 모션을 가지고 비행하는 헬리콥터라는 의미로 싸이클로콥터(Cyclocopter)로 이름 지었습니다. 이 이 수직 이착륙기를 더욱 안정적으로 개발하는 것이 두 번째 목표입니다.