잠수함은 기본적으로 일부러 가라앉았다가 원할 때 언제든 다시 올라올 수 있는 거대한 금속 병과 같아요. 몇천 톤이나 되는 강철 덩어리는 어떻게 뜰지, 돌처럼 가라앉을지 정할까요?

비밀은 안에 있어요. 잠수함의 양옆과 배 부분에는 밸러스트 탱크라는 거대한 탱크들이 있어요. 잠수함이 물 위에 떠 있을 때, 그 탱크들은 공기로 가득 차 있어요. 그리고 공기는 아주 가볍지요. 그 공기 덕분에 잠수함 전체가 물보다 덜 빽빽해져서, 수영장 위에 통통 떠 있는 비치볼처럼 뜰 수 있어요.

잠수하려면 승무원들이 밸러스트 탱크 바닥의 밸브를 열어요. 바닷물이 구멍을 통해 쏟아져 들어오고, 안에 있던 공기는 위로 밀려나 꼭대기의 통풍구로 빠져나가요. 물은 공기보다 훨씬 무거워요. 그래서 탱크가 찰수록 잠수함은 점점 더 빽빽해지고, 주변 물보다 더 무거워져요. 그러면 아래로 내려가지요.

밸러스트 탱크가 바닷물로 가득 차면 잠수함은 꾸준히 가라앉아요. 승무원들은 잠항타라는 작은 수평 날개를 이용해 내려가는 각도를 조종해요. 잠수함 옆에 붙은 짧은 비행기 날개 같지요. 한쪽으로 기울이면 잠수함의 앞머리가 아래로 향해요. 반대쪽으로 기울이면 평평하게 나아가요.

물 위로 올라올 시간이 되면, 잠수함은 물을 그냥 버릴 수 없어요. 바깥에서는 온 바다가 꾹 누르고 있으니까요. 대신 승무원들은 저장 공기통에서 나온 고압 공기를 밸러스트 탱크 안으로 밀어 넣어요. 그 공기가 물을 바닥 밸브 밖으로 다시 밀어내요. 물이 가득 든 빨대에 바람을 불면 물이 반대쪽 끝으로 밀려 나오는 것처럼요.

탱크가 다시 공기로 차면 잠수함은 주변 물보다 가벼워져요. 그러면 물리의 힘이 작동하지요. 잠수함은 처음에는 천천히, 그러다 점점 더 빠르게 올라가요. 코르크나 풍선을 띄우는 바로 그 부력에 위로 밀려나는 거예요.

수면 가까이 오면 승무원들은 잠항타로 올라가는 속도를 늦춰요. 그래서 잠수함이 물 위로 뛰어오르는 고래처럼 펑 하고 튀어나오지 않게 하지요. 선체 윗부분이 파도 사이로 부드럽게 올라오고, 물은 양옆으로 흘러내려요. 해치를 살짝 열면 신선한 공기가 쏟아져 들어와요.

그러니까 비결은 이거예요. 탱크에 공기를 채우면 뜨고, 물을 채우면 가라앉고, 압축 공기로 물을 다시 밀어내는 거죠. 잠수함은 숨을 들이쉬고 내쉬는 법을 배운 배예요. 무게를 자기만의 특별한 힘으로 바꾸는 배랍니다.