본 기사는 지난 1월 9일 처음 보도되었으나, 데이터 정제와 해석의 오류로 인해 사실과 다른 내용이 일부 포함되었던 것으로 추후 확인되었습니다. 이에 따라 진상규명의 혼선을 막기 위해 최초 기사의 오류를 정정하고 추가 취재된 내용을 보강해 1월 15일 기사를 다시 게재합니다. 뉴스타파는 제주항공 여객기 참사에 대해 더욱 정확하고 빈틈 없는 취재와 보도를 위해 노력하겠습니다. 시청에 불편을 드린 점, 너른 양해를 구합니다. <편집자 주>

"조류충돌 발생 직후 메이데이 신호를 보내고 '고 어라운드'(Go around, 복항)하려다 실패한 뒤 동체착륙을 시도했다."

지금까지 제주항공 7C2216 여객기가 최후의 수단인 동체착륙을 시도하기까지의 과정은 이렇게만 설명되고 있다. 그러나 조류충돌이 발생한 시점과 위치는 확인되지 않았고, 랜딩 기어를 내리지 못한 채 동체착륙을 시도한 이유와 경위도 일관성 있게 설명되지 못하고 있다. 양쪽 엔진이 모두 불능이 되었기 때문에 '메이데이'를 선언했을 것이란 추정만 나오고 있는 상태다. 

사고 현장에서 수거된 비행기록장치(Flight Data Recorder)와 조종실 음성기록장치(Cokpit Voice Recorder) 분석으로 모든 의문들이 해소될 수 있으리라 기대했지만 뜻밖의 암초를 만났다. 두 장치 모두 여객기 폭발 이전 마지막 4분 동안 아무것도 기록되지 않은 것으로 확인됐다. 조종사의 메이데이 선언과 ‘활주로 19’ 방향으로의 짧은 우선회, 그리고 동체착륙 시도와 활주로 안착 등 급박했던 마지막 순간의 기체 상태와 조종사 판단 등을 객관적으로 파악할 수단이 사라진 것이다.

이런 가운데 뉴스타파는 사고 여객기의 항적 정보가 초 단위로 기록돼 있는 'ADS-B'(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 데이터를 입수해 분석했다. 이 과정에서 전·현직 조종사 및 항공사고 조사 경험자 등 여러 전문가들의 견해를 청취했다. 이를 통해 사고 여객기가 공항에 접근하는 과정에서 발생했던 일들과 동체착륙을 시도하게 된 경위를 보다 실증적으로 일관성 있게 분석할 수 있었다.

ADS-B는 GPS 위성 항법 시스템과 10,90MHz 전송 링크를 이용해 항공기의 정보를 수집 및 전파하는 시스템이다. 특정 항공기의 감시 정보(항공기 식별 부호, 위치, 속도, 고도, 진행 방향, 기체 경사, 기수 방향 등) 30여 종을 1초 단위로 지상에 있는 2만여 개의 항공 관제 기지국들과 상공에 있는 다른 항공기들에 전파(Broadcast)하는 시스템이다.

기존의 레이더 기반 항공 관제보다 정보의 정확도가 높고 수집 및 전달 속도도 빠르다. 항공기의 통신 두절 등 비행 제한 요소들을 최소한으로 줄이고 항공 관제 기능을 향상시켜 항공기 충돌을 방지할 목적으로 개발돼 널리 이용되고 있다. 항공 관련 기관들 뿐만 아니라 개인도 ADS-B 수신기만 있으면 특정 항공기와 주변의 정보를 확인할 수 있다.

지난 12월 29일 새벽 태국 방콕을 출발해 무안공항으로 비행한 제주항공 7C2216편의 정보도 수많은 ADS-B 수신기를 통해 수집됐다. 뉴스타파가 입수한 사고 여객기의 ADS-B 데이터는 12월 29일 오전 8시 58분 50초, 그러니까 동체착륙 결정(9시 1분)이 내려지기 2분여 전까지 수집된 정보다. 뉴스타파는 이 가운데 사고 여객기가 무안공항 관제탑의 착륙 허가를 받은 오전 8시 54분부터 8시 58분 50초까지 약 5분 구간의 데이터를 집중 분석했다.

사고 여객기는 무안공항을 정북 방향(359도)으로 향하던 오전 8시 54분쯤 전남 목포시에 조금 못 미친 지점에서 공항 관제탑으로부터 착륙 허가를 받았다. 당시 공항 활주로까지 남은 거리는 25.8km였고 고도는 4,375ft(1,334m)였다. 이후 고도와 속도를 계속 낮추면서 평소 항로대로 정상 비행했다. 기체의 흔들림 같은 특이 사항도 없었다.

오전 8시 57분쯤, 무안공항 관제탑이 조류충돌에 주의하라고 사고 여객기에 고지했다. 활주로까지 10.4km 남았고 고도는 1,975ft(602m)였다. 8시 57분 13초에 랜딩 기어가 내려가 있는 사진이 찍혔다. 이때 고도는 1,850ft(564m)였다. 조종사들은 통상 2,500~2,000ft(762~610m) 고도에서 랜딩 기어를 내린다. 이 시점까지도 특별한 문제 없이 정상적으로 착륙 준비를 하고 있었다는 뜻이다.

조금 뒤인 오전 8시 57분 25초부터 조금 특이한 항적이 나타난다. 약 30초 동안 사고 여객기가 정상 항적에서 오른쪽으로 약간 벗어났다가 되돌아왔다. 이 시각, 여객기 고도는 1,675ft(511m)에서 1,300ft(396m)까지 낮아졌고, 기체가 좌우로 번갈아 4도 이상 기울며 기수 방향도 오른쪽 8도까지 틀어졌다가 회복됐다. 이에 대해 현직 조종사들은 특별히 비정상적인 항적은 아니라고 설명했다. 통상적으로 착륙 준비 중 고도가 1,000ft(305m)에 근접하면 항법을 자동에서 수동으로 전환하는데, 이 과정에서 기체가 약간 흔들릴 수 있다는 것이다.

그런데 조금 뒤인 오전 8시 58분 3초, 활주로를 5.7km 남기고 1,150ft(351m) 상공을 지나던 여객기의 움직임은 특이했다. 수평을 유지하고 있다가 순간적으로 오른쪽으로 9도나 기울었다가 돌아왔다.

이 무렵 무안공항에서 서쪽으로 4km쯤 떨어진 농가의 CCTV에 공항으로 접근 중인 여객기의 모습이 포착됐다. SBS 보도에 따르면, 정확히 8시 58분 3초에 엔진 뒤편으로 검은 연기가 뿜어져 나갔다. 전형적인 조류충돌 직후의 현상이라는 게 전문가들의 판단이다.

하지만 그 직후부터 여객기는 흔들림을 멈추고 일정한 속도를 유지하며 공항을 향해 계속 고도를 낮춰 갔다. 조류충돌로 어느쪽 엔진 터빈에 얼마나 손상이 있었는지는 분명치 않지만 일단 그대로 정상 착륙을 시도했다는 의미다. 이는 사고 여객기 기종인 보잉 737의 조종사 훈련 매뉴얼에 따른 조치였던 것으로 보인다.

매뉴얼은 이륙할 때 조류충돌이 발생할 경우, 즉각 회항하고 착륙할 때는 조류충돌이 발생하면 가급적 그대로 진행할 것을 권고하고 있다. 착륙 시 설령 새떼를 만나도 그대로 관통하는 것이 좋고, 이때 엔진 추력을 낮게 유지하라고 되어 있다. 한 현직 조종사는 "이륙할 땐 엔진 추력을 최대로 올리기 때문에 새가 부딪히면 엔진 블레이드에 큰 손상이 나서 즉각 회항하라는 것이고, 반대로 착륙할 때는 속도를 줄여야 하기 때문에 엔진도 천천히 돌고 있어서 새가 충돌해도 상대적으로 손상이 적으므로 그 상태를 유지하며 착륙하는 게 더 안전하다는 의미"라고 설명했다.

여객기는 조류충돌이 발생한 것으로 추정되는 오전 8시 58분 3초 이후 20여 초 동안 기존의 고도와 속도 하강 추세를 유지하며 무안공항을 향해 정상 접근했다. 적어도 이 시점까지 여객기의 활주로 접근 추세가 매우 안정적이었다는 사실은, 무안공항의 젭슨 차트(Jeppesen Chart)와 ADS-B 데이터를 비교해 보면 알 수 있다.

젭슨 차트는 항공기가 공항에 접근할 때의 지침서에 해당한다. 세부 지침으로는 크게 정밀접근과 비정밀접근 방법을 따로 규정하고 있다. 정밀접근은 활주로의 정중앙을 유도하는 로컬라이저(Localizer)와 착륙 각도를 3도로 맞춰주는 글라이드 슬로프(Glide Slope) 등 계기착륙 시설의 도움을 받아 항공기가 착륙하는 방식이다. 하지만 참사 당시 무안공항에선 활주로 개량 공사 등의 이유로 이 시설들이 작동되지 않고 있었으며, 이는 무안공항을 향하는 모든 항공기 조종사들에게 사전 고지돼 있는 상태였다.

따라서 사고 여객기는 로컬라이저 등의 도움 없이 비정밀접근으로 착륙을 시도해야 했다. 무안공항의 젭슨 차트를 보면, 비정밀접근을 시도하는 항공기는 활주로 10.6마일(17km) 전방에서 고도 3,000ft(914m), 5.1마일(8.2km) 전방에서 고도 1,700ft(518m)를 통과하도록 규정하고 있다. 이런 추이로 진행하면 3도의 착륙 각도로 안전하게 활주로에 진입할 수 있다는 것이다. ADS-B 데이터를 보면, 사고 여객기의 활주로 전방 10.6마일 지점 고도는 3,100ft(945m), 전방 5.1마일 지점 고도는 1,625ft(495m)였다. 잽슨 차트가 안내한 마일/고도 지침과 별다른 차이가 없었다.

그런데 오전 8시 58분 25초, 활주로를 불과 4.2km 앞두고 고도를 875ft(267m)까지 낮춘 시점부터 여객기의 움직임이 달라진다. 먼저 고도가 상승 추세로 바뀌더니 곧 속도도 증가한다. 엔진 추력을 키워 기체를 띄우기 시작한 것이다. 그러나 여객기 고도는 활주로를 불과 3.5km 남긴 오전 9시 58분 34초에 1,075ft(327미터)까지 올라간 것을 마지막으로 다시 떨어지기 시작한다. 불과 9초 동안 겨우 60m 상승했다가 다시 내려가기 시작한 것이다.  

이 직후의 여객기 상황은 영상으로 남아 있다. 오전 8시 58분 41초, 그러니까 활주로를 3km 남긴 시점부터 한 시민이 휴대전화로 촬영했다. 18초 동안 촬영된 영상 속에서 여객기는 9차례 이상 폭발음을 내며 공항 쪽으로 비행했다. 그 사이 오른쪽 엔진에서는 12차례나 섬광과 화염이 일었다. 영상 마지막 장면에선 양쪽 엔진 뒷편으로 연무가 포착됐다. 8시 58분 59초였다.

사고 여객기가 새떼와 충돌한 것이 유력한 시각은 오전 8시 58분 3초다. 정상적인 착륙을 시도하던 중 갑자기 고도를 올린 것은 오전 8시 58분 25초, 다시 고도가 떨어지기 시작한 것은 오전 8시 58분 34초, 이어 양측 엔진의 이상 흔적이 근접 영상으로 포착된 것은 오전 8시 58분 59초다. 채 1분도 안 되는 시간 동안 벌어진 일들이다.

이런 사실관계만을 기초로 그 당시 여객기의 상태와 조종사의 판단을 완전히 파악하는 건 불가능에 가깝다. 여객기 내 비행기록장치(FDR)와 조종석 음성기록장치(CVR)의 복원과 해독에 모두가 기대를 걸었던 이유다.

그런데 변수가 발생했다. 국토교통부는 지난 13일 FDR과 CVR에 여객기 폭발 4분 전부터 아무것도 기록되지 않은 상태임이 확인됐다고 공식 발표했다. “오전 8시 58분 50초부터 어떤 기록도 저장되지 않았다”는 것이 국토부의 설명이다.

지금껏 조종사가 관제탑에 “메이데이! 메이데이! 메이데이! 버드 스트라이크! 버트 스트라이크! 고 어라운드!”라고 외친 시점은 오전 8시 59분경, 조종사와 관제탑 사이에 여객기를 활주로 역방향(활주로 19)으로 착륙시킨다는 교신이 이뤄진 시점은 오전 9시 1분경으로 파악됐고, 여객기의 동체착륙 시점은 9시 2분경, 활주로를 달린 뒤 콘크리트 둔덕에 부딪혀 폭발한 시점은 9시 3분으로 발표되었는데, 이 급박한 순간들에 대한 객관적 기록이 전혀 존재하지 않는다는 뜻이다. 사고 원인 조사가 난관에 부딪힐 수 있다는 우려가 나온다.

그러나 오전 8시 58분 50초부터 FDR과 CVR의 기록 저장이 멈췄다는 사실은 사고 여객기가 최후의 수단인 동체착륙을 시도하게 된 경위에 대한 합리적인 추론을 가능케 해주는 측면도 있다. 

일단 FDR과 CVR이 작동을 멈춘 오전 8시 58분 50초는 ADS-B 데이터의 수집이 중단된 시점이기도 하다. 전력 계통상 FDR, CVR, ADS-B 데이터 모두 주발전기와 직접 연결돼 작동하거나 수집된다. 따라서 세 장비가 동시에 작동을 멈춘 시점은 여객기의 주발전기가 셧다운된 시점과 같다.

그런데 여객기의 주발전기는 엔진 터빈의 회전으로 작동한다. 그러니까 오전 8시 58분 50초는 양쪽 엔진 터빈 회전이 완전히 멈춘 시점과도 같다. 따라서 적어도 이 시점 이전부터 여객기의 양쪽 엔진이 모두 불능 상태에 접어들었다고 볼 수 있다. 그게 아니라면, FDR과 CVR이 정지된 이유가 설명되지 않기 때문이다.

앞서 분석했던 ADS-B 데이터 상의 여객기 고도와 속도 변화 추이도 이런 해석을 뒷받침한다. 오전 8시 58분 3초 무렵 새떼와 충돌하고도 정상 착륙을 시도했던 여객기는 8시 58분 25초부터 속도를 높이며 상승했다. 한쪽 엔진이 불능 상태로 빠져들면서 정상적인 착륙이 어렵다고 보고 나머지 한쪽 엔진으로 일단 복행을 시도했던 것으로 보인다. 이때 저항을 줄이기 위해 랜딩 기어를 접었을 가능성이 높다.

그러나 불과 9초 만에 고도는 다시 떨어지기 시작했다. 이 무렵 나머지 한쪽 엔진도 불능에 빠졌을 것이 유력하다. 실제 이로부터 약 7초 뒤에 촬영된 영상들을 보면, 엔진 폭발 등으로 기체가 비정상 상태임이 확인된다.

결국 사고 여객기는 오전 8시 58분 25초부터 복행을 시도했지만 실패한 뒤 양쪽 엔진 모두 가동을 멈춘 상태로 공항을 향하면서 8시 59분대로 접어들 무렵 관제탑에 “메이데이” 신호를 보냈던 것으로 보인다. 변순철 한국항공사고조사협회 사무국장은, “양쪽 엔진이 모두 불능에 빠진 상태에선 유압으로 움직이는 조종간도 점점 뻑뻑해지기 때문에 고도를 떨어뜨리지 않으려면 기장과 부기장이 조종간을 함께 붙잡고 온 힘을 쏟아야 했을 것”이라고 말했다. 실제로 무안공항 인근 농가의 CCTV는 오전 8시 59분 25초부터 기수를 들고 어떻게든 고도를 유지하려 애쓰지만 실제 고도는 조금씩 떨어지는 여객기의 모습을 포착했다.

만약 어느 정도 높은 고도에서 엔진 불능이 발생해 전력이 셧다운되고 각종 유압 장치들까지 먹통이 됐다면 일정 정도 대처가 가능했을 수 있다. 그러나 ADS-B 데이터의 마지막 시점인 8시 58분 50초에 기록된 사고 여객기의 고도는 불과 950ft(290m)에 불과했고 초당 2m 씩 떨어지던 상태였다. 이런 상황에선 보조전력장치(APU, Auxiliary Power Unit)를 가동시키고 랜딩 기어를 수동으로 내리는 등 조작할 여유는 전혀 없었을 것이라는 게 전문가들의 분석이다.

일반적으로 재착륙을 위한 복행은 활주로의 중심선을 따라 비행하면서 고도를 끌어올린 뒤 왼쪽으로 크게 선회해 다시 활주로 진입을 시도한다. 그러나 국토교통부 발표에 따르면 사고 여객기는 본래 착륙하려던 01방향 활주로의 윗쪽을 지나지 않고 처음부터 활주로의 왼쪽으로 벗어나 비행했다. 오른쪽으로 짧게 유턴해 반대편 19방향 활주로에 비상착륙해야 한다고 이 시점부터 판단했던 것으로 볼 수 있다.

ADS-B 데이터 상 사고 여객기의 고도 하강 추이를 볼 때 동체착륙을 시도한 9시 2분 무렵의 고도는 150m 정도였을 것으로 추산된다. 50층 아파트보다도 낮은 높이다. 조종사들은 혼신의 힘을 다해 활주로에 동체를 안착시키는데 성공했다. 그러나 끝내 큰 희생을 피할 수는 없었다.