2017.09 우주개발소식 - 우주조립 인공위성, ESA가 투자한 전기비행기 등

"최종목표는 3D프린터로 원하는 것을 바로 만들어 장착하는 것이라고...

지금은 별 것 아닌것 같지만 미래의 활용처는 무궁무진 하겠지?"

- 순 서 -

(너무 많은 NASA 소식들 정리 / 한국 달탐사선 2년 연기)

NASA - '잠자리 프로젝트', 우주에서 만들어 우주에서 조립한다!

ESA - 전기비행기 Lilium 시제기 뜨다

JAXA - 우주정거장엔 드론이 뜨다 (근데 영...)

   안녕하세요. 스마일루입니다.

   3개월에 한번씩 돌아오는 우주개발 소식입니다. 이번주에는 CNSA나 Roscosmos의 소식은 딱히 없네요. 지난 8월에 있었던 인도 ISRO의 PSLV-C39의 발사가 사실상 실패(unsuccessful)했다는 소식이 메인 화면에 걸려있는게 인상적입니다. 실패도 드러낼 줄 알아야 겠죠?

"보통 실패한걸 맨 첫 기사로 놓지는 않을법 한데 말이지.ㅋㅋㅋ"

   그리고 오늘의 본 소식으로 넘어가기에 앞서, 우주 소식들을 찾다보니 NASA에 소식들이 유난히 많이 보이더군요. 원래 소식들이 많은 NASA입니다만 특히 흥미로운 듯 하여 쭉 간단하게나마 정리해보고 본론으로 넘어가려 합니다.

   * 명왕성을 탐사하고 지구에서 계속해서 멀어져가고 있는 '뉴호라이즌스'가 5개월간의 절전모드를 끝내고 깨어났다고 합니다. 이제 '카이퍼 벨트'에 대한 탐사를 준비할 계획이라고 하네요. 그래서 장비들을 점검한 뒤 12월에 이동경로를 살짝 바꿔, 카이퍼 벨트 내의 천체 '2014 MU69'에 대한 접근을 내년 6월부터 시작할 계획이라고 합니다.

   * NASA가 새로운 열차단막 실험을 진행했다는 소식입니다. 찾아보니 수년전부터 계속 진행하고 있는 실험인데요. 목표는 화성에 초대형, 초중량 물체를 진입시키기 위한 열차단막을 개발하는 것입니다. 특히 '부드럽고 작은 열차단막이 팽창해서 커지는' 구조라고 하는데요. 사진을 보면 마치 풍선이 팽창해서 펴지는 형태 같아 보이는데, 그런 물질이 1500도에 육박하는 마하4의 플라스마를 막을 수 있나... 참 신기하기만 하네요.

   참고 : https://www.nasa.gov/feature/langley/hiad-heat-shield-material-feels-the-burn-during-arc-jet-testing

"아무래도 저 'Inflatable aeroshell'이랑 실험한 Heat shield는 별개일듯... 같은거라면 소오름...ㄷㄷㄷ"

   * 지구온난화로 빙하가 높고 해수면이 증가한다는건 이미 널리 알려진 사실입니다. 하지만 이보다 정확한 데이터는 없을 것 같네요. 독일이 참가한 NASA의 중력탐상위성 'GRACE'의 데이터를 이용해, 밀리미터 단위로 전지구의 해수면을 2003년부터 2014년까지 맵핑했는데, 이런 디테일한 결과는 처음이라고 합니다. 딱 보기에도 굉장하네요.

   참고 : https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasauci-find-evidence-of-sea-level-fingerprints

   *  ISS에 장착되어있는 로봇팔 '캐나다암'끝에 달려있는 로봇 암모니아 누출검사 장비인 'RELL'이 ISS에서 암모니아가 누출되는 곳을 찾아내어 작업자가 수리할 수 있게 도왔다는 소식이 있네요. 우주에서 사람이 살고 장비의 온도를 유지하기 위해서는 냉각시스템이 매우 중요한데요. ISS는 암모니아를 이용한 냉각시스템을 사용하는데, RELL이 ISS 외부를 돌아다니면서 미세한 우주먼지나 노후로 인한 손상을 몇cm 이내의 정확도로 찾을 수 있다고 하네요. 크....  

   이 외에도 사실 엄청나게 많습니다. NASA가 만든 풍선이 최고고도에 올랐다거나, 제임스웹 망원경 거울 정렬이 끝났다거나... 하지만 일단 여기까지 하죠.

NASA - '잠자리 프로젝트', 우주에서 만들어 우주에서 조립한다!

   많은 소식들 중 제가 꼽은 NASA의 소식은 바로... '잠자리 프로젝트'입니다. 아직은 지구에서 구현하는 수준인데요. 처음엔 '이게 뭔가...' 했고, 뭔지 알고나서도 사실 아주 대단하다는 생각은 들지 않았지만, 생각해보니 이게 굉장한 일을 해낼 수도 있겠다는 생각이 들더군요.

   우선 잠자리 프로젝트... 우선 영상을 보실까요?

"팔의 움직임을 잘 보시길. 한쪽 손으로 본체를 잡고 다른 손으로 레이더를 부착하다가,

반대쪽 레이터를 부착할 때는 레이더를 부착하던 손으로 본체를 잡고

본체를 잡던 손으로 레이더를 부착한다."

   보시면 아시겠지만 별 것 아닌 것 같아도 먼 훗날에 뭔가 쓸 곳이 많이 않을까, 라는 생각이 절로 드는 영상인데, 이를 지상에서 성공했다는 것이 최근 소식되겠습니다.

   자, 그럼 어디에 이 기술을 쓸 수 있을까요? 우선 당장은 굳이 인공위성의 태양전지판이나 안테나 등을 접을 수 있게 설계해야 할 필요가 없어질 수 있습니다. 각종 경첩 등을 제거하는 대신 '잠자리 시스템'을 부착하는 것이 무게상 이득이 된다면 충분히 그럴 수 있을 것이고, 이는 단순히 무게적인 이점을 넘어 물리적으로 로켓 페어링 내에 접혀 들어가도록 위성을 설계해야 하는 설계적 제약을 없애줄 수 있습니다.

   좀 더 나아가면 허블우주망원경처럼 '우주왕복선' 같은 발사체로만 발사할 수 있었던 물체들을 이 '잠자리 시스템'을 이용해 발사할 수도 있을겁니다. 큰 원통의 물체를 쏘아야 한다면 조각내서 쏜 다음 합치면 될테니까요. 같은 식으로 우주정거장도 좀 더 크게 만들 수 있을겁니다. 지금은 우주정거장을 구성하는 모듈들의 크기가 어느정도 한계가 있는데, 우주에서 조립한다면 거대한 구체들도 만들 수 있겠죠.

   '잠자리 프로젝트'의 목표는 좀 더 원대한 것 같습니다. 바로 3D프린터를 이용하여 우주에서 원하는 구조물을 직접 만든 뒤 조립한다는 겁니다. 앞서 말한 거대한 구체를 이루는 구조물들은 정말 잘게 쪼개지 않는 이상 로켓에 많이 싣기 어려울 겁니다. 하지만 3D프린터와 재료가 담긴 탱크, 그리고 '잠자리 시스템'만 우주로 쏘아올리면, 로켓발사 한번으로 거대한 체육관 만한 구조물도 만들 수 있을겁니다. 추가로 구조물을 만들 때는 재료만 쏘아 올리면 되겠죠?

"뼈대같은 건 뭐 우주3D프린터랑 '잠자리 시스템'이면 정말 발사 횟수를 확 줄일 수 있겠지?"

   보면 초기엔 위성끼리 합체/분리가 되고, 위성이 위성을 수리하는 그런 개념에서 연구가 시작되었던 것으로 보입니다만, 더 대단한 일들을 해낼 수 있을 것 같은 느낌입니다. 이미 ISS에서 무중력 3D프린터가 실험중이기도 하니, 시간이 조금은 필요하겠습니다만 이러한 상상이 현실로 되는 것도 그리 멀지는 않은 일이지 않을까 싶네요. 늘 그렇습니다. 상상할 수 있는 모든 것들은 100년 정도면 다 현실화 되지 않을까 싶은게 요즘이네요. 

ESA - 전기비행기 Lilium 시제기 뜨다

   ESA의 소식은 딱히 없습니다. 토성으로 뛰어들며 최후를 다한 '카시니호'의 이야기들로 도배가 되어있더군요. (ESA도 참여함) 그런데 그 와중에서 반가운 소식을 찾아볼 수 있었습니다. 2016년 5월 우주개발 소식에서 ESA의 지원하에 전기비행기 'Lilium'이 개발되기 시작했다고 전해드렸었는데, 그 시제기가 등장한겁니다. 1년만에 정말 상상속 모습을 거의 그대로 구현해냈더군요. 영상을 보면서 그냥 입이 떡 벌어졌습니다.

"이게 진짜 날다니....ㄷㄷㄷ"

   참 이런걸 보면 미국, 유럽의 기초과학력을 기반으로 한 기반설계, 시뮬레이션 능력에 정말 감탄할 수 밖에 없습니다. 그러니 이렇게 개념설계만 끝마친 물건이 큰 변경없이 그대로 실물로 나올 수 있는 것이겠지요. 대단합니다.

   그리고 그 때도 설명드렸지만 Lilium의 개발은 민간기업이 추진하고 있는 것으로, ESA가 그를 지원하고 있는 상황입니다. 첨단산업인 우주산업이 인력과 기술, 자금을 모으고, 그것이 민간 분야로 뻗어나가는 좋은 예라고 할 수 있겠죠.

   지금도 우리나라가 전기자동차 기술은 물론 대중화에도 뒤쳐졌다는 이야기를 많이 듣고 있습니다. 언제부터인가 첨단 기술과 다소 멀어진 대한민국... 어쩌면 전기자동차처럼 갑작스럽게 전기비행기 시대가 열려 개인비행기가 심심치 않게 하늘에서 보이는 시대가 열리게 되었을 때, 우리는 너무나도 뒤쳐져 있는 것은 아닐까 다소 걱정되기도 합니다. 감탄스러우면서 그야말로 '소오름' 돋는 순간이네요.

JAXA - 우주정거장엔 드론이 뜨다 (근데 영...)

   참 일본이라는 나라는 특이하면서 그 특이함이 한결같습니다. 일본 JAXA가 국제우주정거장 ISS에 보낸 국제우주정거장용 드론, 'Int-Ball'의 홍보영상을 보며 든 생각입니다. 여러분도 한번 보시죠. 제가 말하는 그 특이함이 뭘 말하시는지 아실겁니다.

"한결같다. 음악하며, 글씨체 하며...ㅋㅋ"

   그런데 이 녀석, 영상에도 나옵니다만 움직임이 굉장히 느리고, 위의 'Int-Ball Letter'가 지금 Vol.5까지 나왔는데, 쭉 봐도 여전히 썩 마음대로 움직이는 느낌은 아닌 모습입니다. 느리기도 엄청 느리고요.

   무중력 공간이다보니 떠있는건 자동이고, 이동에는 일반적인 드론처럼 프로펠러가 달린 팬을 이용하는데요. 방향전환에는 각운동량을 이용한 플라이휠 같은 걸 이용하는 듯 한데, 그게 영 정밀하지 못한 것 같습니다. 글쎄요, 무중력 공간하에서 움직이는 드론이라는게 쉬워보이긴 하지만 꼭 그렇지는 않은가봐요?

   여하튼, 이 로봇이 발사된 이유가 또 굉장히 흥미롭습니다. 바로 ISS에서 일하는 우주인들이 보통 업무 시간의 10%를 활동을 사진이나 비디오로 기록하는 일에 소비한다고 하는데요. 그 일을 대신 해주기 위해서 보낸 것이라고 합니다. 그저 흥미로운 로봇은 아닌 것이죠.

"이러고 있을 시간을 거주모듈점검에 활용 했더라도 그 개고생은 안했을지도ㅋㅋㅋ"

   아무튼 그렇게 해야할 임무가 있는 로봇인데, 애가 비실비실해서 가만 보면 우주인들이 그 로봇을 관리하는데 적잖은 시간을 쓰게 생겼으니... 여튼 Int-Ball Letter가 Vol.20 정도가면 뭔가 제대로 일하는 모습을 볼 수 있으려나요? 지켜보도록 하죠. 그럼 오늘글은 여기까지입니다. 다음시간에 돌아오도록 할께요. 감사합니다.