트리온다 분석: 2026년 월드컵 공에 숨겨진 과학

월드컵에서 가장 중요한 요소 중 하나는 바로 공입니다. 축구공은 화가의 붓이나 음악가의 악기와 같은 존재로, 최고의 선수들이 기량을 펼치고 경기장 안팎의 관중들의 시선을 사로잡도록 디자인되었습니다. "모든 공은 다 다르고, 완벽한 공의 비행 궤적이라는 건 존재하지 않아요. 그건 주관적인 문제죠." 2002년 월드컵 이후 아디다스의 주요 대회용 축구공을 꾸준히 테스트해 온 영국 러프버러 대학교의 앤디 할랜드 교수는 이렇게 말합니다. 할랜드는 디 애슬레틱과의 화상 통화에서 거의 한 시간을 할애하여 월드컵 축구공의 과학적 원리라는 근본적인 질문에 대해 이야기했습니다. 아디다스는 트리온다 공 개발에 3년 반의 연구 개발 기간과 약 300번의 실험실 테스트가 소요되었다고 밝혔습니다. 이 공에는 오프사이드 반자동 판정 및 마지막 터치 위치 파악을 돕는 칩이 내장되어 있습니다. 모든 최신 축구공과 마찬가지로 외피는 폴리우레탄 소재이고 내피는 여러 소재(주로 폴리에스터)의 혼합으로 만들어졌으며, 그 안에 공기 비트(Bit) (블래더)가 있습니다. 특히, 트리온다는 열접착 방식으로 접합된 단 네 개의 패널로만 구성되어 있습니다. 이는 월드컵 공 역사상 가장 적은 패널 수이며, 2022년 대회에서 사용된 공보다 5배나 적은 수입니다. 지난 5월, 디 애슬레틱이 테스트를 위해 여러 종류의 축구공을 러프버러로 가져갔을 때, 우리는 이우안 필립스와 이야기를 나눴습니다. 그는 그곳의 연구원이자 할랜드의 동료이며, 카타르 2022 동계 올림픽 공에 대한 연구를 수행했습니다. 필립스는 다양한 시대의 축구공 30개를 가득 실은 거대한 카트를 가지고 있으며, 그 공들의 차이점을 이해하기 위해 분석 작업을 진행해 왔습니다. "아디다스의 2004년 로테이로는 수작업 바느질에서 열접착 방식으로 바뀐 최초의 공이었습니다."라고 그는 말했다. "기본적으로 패널 디자인은 동일했습니다. 내부 구조, 즉 블래더를 둘러싼 직조층에 패널을 열접착하는 방식이 적용되어 전체가 한 조각으로 접착되기 때문에 바느질이 필요 없습니다." 할랜드는 공의 패널 수를 줄이는 몇 가지 이유를 제시하지만, 그와 필립스는 공을 테스트할 뿐이고 공을 만드는 것은 아디다스라는 점을 명심해야 합니다. "일반적으로 패널 수가 적을수록 조립 비용이 낮아집니다."라고 그는 말합니다. 모든 패널 모양과 구성 부품에는 '금형 제작'이라는 것이 필요하기 때문에 부품 수가 많고 종류가 다양할수록 더 많은 재료가 필요합니다. "생산과 조립이 간소화되면서 신뢰성이 높아졌고, 이는 분명한 장점입니다. 이제 모든 공이 거의 동일합니다. 예전 수작업으로 만들던 시절처럼 공마다 편차가 크지 않습니다." 할랜드는 올해 월드컵 공을 1970년 멕시코 월드컵을 위해 제작된 공과 비교했습니다. 아디다스가 월드컵을 위해 특별히 제작한 공은 바로 그 텔스타 디자인의 가죽 공이었으며, 제작하는 데 몇 시간이 걸렸습니다. "당시 우리는 아마도 세계에서 가장 진보된 32개 패널로 구성된 수제 축구공을 엘리트 수준에서 사용했습니다."라고 할랜드는 말합니다. 12개의 패널은 검은색 오각형으로, TV 시청자들이 공의 회전을 더 잘 볼 수 있도록 디자인되었습니다. "샴페인 색깔과 화려한 그래픽… 아직도 그 공을 가장 좋아했다고 말하는 사람들을 만납니다."라고 그는 덧붙입니다. 그렇다면 지난 반세기 동안 무엇이 달라졌을까요? 할랜드는 "재료와 제조 기술이 향상되어 더 저렴하고 빠른 제조가 가능해졌으며 품질 관리도 강화되었다"고 설명합니다. 패널을 맞춤 설계할 수 있기 때문에 창의적인 자유도가 훨씬 높아졌고, 이것이 4년 전 20개 패널로 구성된 볼에서 이번에 4개 패널로 변경된 이유를 설명해 줍니다. "해발 고도와 고지대에서 경기가 모두 열리는 이번 대회의 특성상 추가적인 어려움이 있습니다."라고 할랜드는 말합니다. 가장 높은 곳에 위치한 경기장은 멕시코의 에스타디오 아즈테카로 해발 2,200m(7,218피트)에 달하며, 생리적인 어려움 외에도 공기역학적인 어려움을 야기합니다. 고도가 높을수록 공은 더 직선으로 날아가고 휘어지는 경향이 적습니다. 물론, 이는 2010년 남아프리카 월드컵에서 자불라니가 보여준 것처럼, 예측 불가능하고 불규칙적인 움직임으로 헤드라인을 장식했던 사례에서 잘 드러납니다. 심지어 자불라니에 대한 비판을 다룬 위키피디아 페이지까지 있을 정도입니다. 같은 해에 열린 대회에서 오스트리아 연구진이 실시한 시뮬레이션 테스트에 따르면, 자불라니 공과 고도의 조합이 슛과 직접 프리킥에 "중대한 영향"을 미칠 수 있다고 예측했습니다. 그들의 모델에 따르면, 더반(해발 고도 0m)에서 같은 속도, 각도, 궤적으로 찬 프리킥이 고도가 더 높은 남아프리카공화국의 다른 9개 경기장 중 6곳에서는 골로 연결되지 않을 것이라고 합니다. "자불라니는 패널에 홈이 있는 최초의 볼이었습니다."라고 할랜드는 설명합니다. "당시 디자인의 홈 개수와 크기를 지금의 볼과 비교해 보면, 좋든 나쁘든 볼을 훨씬 더 거칠게 만드는 방향으로 결정했다는 것을 알 수 있습니다." 자불라니 전투기의 매끄러운 표면이 비행 중 불안정함의 원인으로 여겨졌습니다. 할랜드는 "자불라니 논쟁을 다시 시작할 필요는 없다"면서도 "일반 대중이 이음새라고 인식할 수 있는 어느 정도의 거칠음이 필요하다"고 덧붙였습니다. 그는 표면 거칠기를 항력(저항)과 동일시하는 것은 지나치게 단순화된 생각이며, 오히려 공이 더욱 일관되고 예측 가능한 궤도로 날아가도록 하는 것이 중요하다고 설명합니다. "공은 속도에 따라 항력이 크게 달라지는데, 일반적으로 속도가 낮을수록 항력이 더 큽니다."라고 덧붙입니다. 이러한 원리는 수학적으로 볼 때 공이 휘어지는 현상을 설명하는 방식입니다. 공은 차는 순간부터 속도가 줄어들기 시작하는데, 처음에는 천천히 줄어들다가 매끄러운 흐름에서 거친 흐름으로 바뀌면서 저항이 커지기 때문에 급격하게 줄어듭니다. "꼭 휘어지는 것이 아니라, 속도가 줄어들면서 중력의 영향이 더 두드러지게 나타나는 것뿐입니다." 하지만 앞으로 몇 주 동안 멕시코에서 자불라니 같은 골이 터질까 봐 걱정할 필요는 없습니다. 아디다스는 지난 10월 축구공 출시를 알리는 보도자료에서 공에 "의도적으로 깊은 솔기"와 "전략적으로 배치된 양각선"을 넣어 공기 저항을 "충분하고 고르게 분산"시켜 안정적인 비행을 보장한다고 밝혔습니다. 디자이너 솔렌 스토어만과 하네스 셰프케는 VERSUS와의 인터뷰에서 공의 활용도를 확인하기 위해 대회 개최 도시 16곳 중 7곳에서 테스트를 진행했다고 말했습니다. "이 공에는 경보 장치가 없습니다."라고 할랜드는 말합니다. 그는 "2년 전"에 이 공을 처음 봤을 때, 시제품이 보통 그렇듯 평범한 흰색 공이었다고 합니다. 성능은 어땠을까요? "극단적으로 빠르지도, 느리지도 않습니다. 여러 측면에서 얻은 경험을 바탕으로 발전시킨 공입니다."라고 그는 말하며, 최종 버전은 테스트 후 약간의 수정이 있었을 수도 있다고 덧붙였습니다. 아디다스는 독일 본사에서 러프버러 대학교가 2006년에 개발한 킥 로봇을 복제했기 때문에, 요즘 러프버러 대학교의 연구 대부분은 풍동에서 이루어지고 있습니다. "저희는 정해진 테스트 루틴을 따릅니다."라고 할랜드는 말합니다. "유속을 다양하게 변화시키면서 테스트를 진행합니다. '스윕'이라고 부르는 이 과정은 저속에서 고속으로, 그리고 다시 고속에서 저속으로 전환하는 방식입니다. 또한, 요 스윕(yaw sweep)도 진행합니다. 이는 유체의 흐름에 대해 공을 여러 방향으로 배치하여 불균형한 방향이 없는지 확인하는 것입니다. 그리고 측면 힘을 살펴보기 위해 회전 테스트도 실시합니다." 이 모든 것이 계산되고 도표화되어 아디다스로 전송됩니다. 할랜드는 그들이 정확히 무엇을 테스트하는지에 대해 "현상, 개념, 심지어 생각이나 질문, 가설까지도 포함될 수 있다"며 "'현재로서는 이것을 측정할 방법이 없지만, 공의 특징이거나 우리가 제어하고 싶은 어떤 요소일 수 있다'는 식의 접근 방식"이라고 설명합니다. 그들은 또한 수십 년에 걸쳐 자체 개발한 절차를 바탕으로 기계적 테스트도 수행합니다. 할랜드는 "현재 대부분의 테스트는 아디다스에서 진행되고 있습니다."라고 말합니다. 이러한 기준 중 일부는 FIFA가 1996년에 도입한 축구공 품질 평가 프로그램과 유사합니다. 이 8단계 과정은 둘레, 수분 흡수율, 반발 높이, 모양 및 크기 유지력, 구형도(둥근 정도 측정) 등 8가지 기준에 따라 공을 분석합니다. 상한선과 하한선이 있는 표준이 있으며, 공이 이 범위 내에만 있으면 어떤 디자인으로든 제작할 수 있습니다. "만약 최초의 축구공이 완벽하게 구형이고 매끄러웠다면, 축구는 우스꽝스러운 경기가 되었을 것이고 인기를 얻지 못했을 겁니다." 할랜드는 껄껄 웃으며 말했다. "공이 공중에서 자연스럽게 예측 가능한 방식으로 움직였기 때문이죠. 마치 매끄러운 표면에서 오목한 표면으로 진화한 골프공과 비슷한 비트(Bit) 입니다." 할랜드가 정확한 답을 내놓지 못하는 유일한 질문은 그와 동료 연구원들이 러프버러에서 얼마나 많은 공을 테스트했는지입니다. 하지만 이번 공은 그들이 참여한 일곱 번째 남자 월드컵 공입니다. "기술 담당 동료로부터 상당한 압박을 받고 있다는 걸 알고 있습니다. 그 동료가 창고를 싹 비우라고 거의 최후통첩을 했거든요." 그는 반쯤 웃으며 반쯤 진지하게 말했다. "우리가 테스트한 공들 중 상당수는 일회성 시제품이고, 어떤 것들은 특별한 가치를 지니고 있어서 그런 것들은 잘 보관해 두었습니다. 하지만 문제는 이런 것들을 어떻게 처리하느냐는 겁니다. 일반 생활 쓰레기에 버릴 수는 없으니까요." 그는 공 모델의 수는 수백 개에 달하고, 전체 공의 수는 수천 개에 이를 것이라고 추산한다. "왜냐하면 우리는 항상 최소 하나, 보통은 두 개의 축구공 연구 프로그램을 동시에 진행해 왔기 때문입니다." "저희는 오랫동안 이 일을 해왔기 때문에 이 분야에 꽤 능숙합니다. 아디다스나 다른 브랜드에서 샘플 공을 제공해 주신다면, 다른 토너먼트용 공들과 비교해 그 공을 정확하게 판별할 수 있다고 확신합니다. 아마 공 하나만 주셔도 될 겁니다. 더 확실하게 확인하고 싶으시다면 두 개를 주시면 동일한 공인지 확인해 드리겠습니다."